moleküler kalıtım
advertisement
MOLEKÜLER 20 KALITIM KALITSAL MATERYAL Mendel, Morgan ve diğer pek çok kalıtım araştırıcısının çalışmalarının sonucu olarak, kromozomların kalıtsal bilgiyi taşıdığı 1950 ‘lerde açıklığa kavuşmuştur. Bu bilginin, farklı birimlerde bulunduğu ve gen denilen bu birimlerin, bir sicimdeki boncuklar gibi kromozomlar boyunca dizili olduğu da kesinleşmiştir. Yinede bir genin ne olduğunu ve nasıl çalıştığını bilen biri yoktu. Bu bilgi dışında, kalıtım ve genetiğin gerçekten anlaşıldığı söylenemezdi. Bu kavrayış, genlerin kimyasal doğasının bulunduğu, 1950’lerde elde edilmiştir. 20-1 Protein, Çekirdek Asitleri Hücre çekirdeğindeki materyalin analizi 1869 yılında İsveçli biyokimyacı Friedrich Miescher’in deneyleri ile başlamıştır. Balık sperminden, nuclein adını verdiği bir materyal izole etti. Diğer bilim adamlarının çalışmaları, nucleinin organik bileşiklerin olağan- karbon, hidrojen, oksijen ve azot- elementlerini içerdiği, ancak özellikle fosforca da zengin olduğunu gösterdiler. Nucleinin asitik bir doğasının olduğu gösterildiğinde, adı, nükleik asit olarak değiştirilmiştir. İzleyen araştırmada nükleik asidin iki çeşidi-deoksiribonükleik asit ya da DNA ve ribonükleik asit ya da RNA bulundu. DNA sadece hücrelerin çekirdeklerinde meydana gelir. RNA esas olarak sitoplazmada bulunur. Kromozomların DNA içerdikleri 1920’lerde gösterilmiştir. Kromozomların proteinler içerdikleri daha önce bilinmekteydi. Proteinlerin kimyasal yapıları çok iyi anlaşılmıştı. Birkaç bilim adamı DNA’nın kalıtsal materyal olduğunu ileri sürerken, bilim adamlarının çoğu, kalıtsal bilgiyi taşımak için sadece proteinlerin yeterince karmaşık olduklarına inanıyorlardı. Kromozomların kalıtsal materyalinin mutlaka DNA olduğu, protein olmadığı ancak 1950’lerde açığa çıkmıştır. Bunun nasıl olduğunu anlamak için, önce İngiliz bakteriyolog Frederick Griffith’in 1928’de yaptığı deneyleri değerlendirmeliyiz. Griffith’in bir aşı deneyleri. bulmaya Frederick çalışıyordu. Akciğer Griffith yangısı akciğer yangısı pneumococcus (zatürre)’na denilen bir karşı bakteri çeşidinin neden olduğu bir hastalıktır. Griffith iki çeşit pneumococcus olduğunu biliyordu. Tip S denilen bir çeşit, kapsül denilen bir dış örtü ile çevrilidir. Tip S bakterileri akciğer yangısının çok şiddetli durumuna neden olurlar. Tip R denilen 193 diğer çeşit, bir kapsülle çevrili değildir. Tip R bakterileri akciğer yangısına neden olmazlar. Farelere yakalanır ve Tip ölürler. S bakterileri Tip R iğne bakterileri ile verilmiş verildiğinde fareler akciğer hiçbir yangısına hastalık belirtisi göstermezler. Ölü Tip S Griffith’in bakterileri anahtar karıştırmıştır. farelere verildiğinde akciğer deneyinde, Bu ölü karışımı Tip S farelere bakterileri yangısına neden canlı verdiğinde, Tip fareler R olmazlar. bakterileri akciğer ile yangısı geliştirmiş ve ölmüşler. Üstelik, ölü farelerin dokularında canlı Tip S bakteriler bulunmuştur. Unutmayalım, ölü Tip S bakteriler yalnız başına akciğer yangısına neden olmazlar. Yalnız başına canlı Tip R bakteriler de olmaz. Ancak bir araya getirildiklerinde, hastalığa neden olurlar ve canlı Tip S bakteriler ortaya çıkar. Griffith, ölü Tip S bakterilerden bir etkenin, Tip R bakterileri Tip S bakterilere dönüştürmüş olduğu sonucuna varmıştır. Dönüştürülmüş bakteriler düz kapsüller yapabilme yeteneğini elde etmişler ve farelerde akciğer yangısına neden olmuşlar. Diğer araştırıcılar Griffith’in sonuçlarının doğruluğunu kanıtlamışlardır. Ayrıca, bir deney tüpünde, Tip R’yi Tip S’ye aktarabilen materyali, ölü Tip S bakterilerden elde etmeyi de başarmışlardır. Avery, Avery, MacLeod Colin dönüştürme ve MacLeod McCarty. ve materyalini New Maclyn DNA York McCarty, olarak Rockefeller 1944’te, tanımlamışlardır. Enstitüsünden Griffith’in Diğer bir Oswald deneylerindeki deyimle, DNA, Tip R bakterilere yeni kalıtsal özellikler verme yeteneğine sahipti. Bu, DNA’nın kalıtsal madde olduğunun çok kuvvetli kanıtıydı, ancak pek çok bilim adamı ikna olmamıştı. Kalıtsal bilginin taşıyıcısının yine de proteinler olduğunu düşünüyorlardı. DNA‘da şüpheleri ortadan kaldıran kesin kanıt Hershey ve Chase tarafından 1952 yılında elde edilmiştir. Hershey ve Chase. Alferd Hershey ve Martha Chase, DNA tartışmasını çözmek için bakteriyofaj denilen virüs kullanmışlardır. Bir bakteriyofaj ya da kısaca faj, bakterilere bulaşan virüstür. Hershey ve Chase bu çeşit virüsün bir protein kapsülle çevrili bir öz DNA’dan ibaret olduğunu biliyorlardı. girerek faj bakteriye taneciklerinin zarar verdiğini üretilmesine ve neden bakteri olduğunu hücresinin da Bir fajın bakteriye içinde biliyorlardı. binlerce Ardından yeni hücre parçalanır ve yeni faj tanecikleri salıverilir. Böylece yeni bakteri hücrelerine saldırabilirler. Hershey ve Chase, fajin bütün olarak mı bakteriye girdiğini yoksa DNA veya protein kısmının mı girdiğini bulmak istediler. Bu soruya cevap olacağını umarak, proteini ve faj taneciklerinin DNA’sını farklı radyoaktif elementlerle “etiketleme”ye karar verdiler. DNA kimyasal bileşiminde fosfor içerir, ancak kükürt içermez. Virüs proteini biraz kükürt, ancak fosfor içermez. Hershey ve Chase, faj DNA’yı radyoaktif fosforla ve protein 194 kapsülü radyoaktif kükürtle etiketleme yolunu buldular. Ardından bir bakteri kültürünü radyoaktif DNA’lı fajların ve diğer bir kültürü radyoaktif proteinli fajların etkine maruz bıraktılar. Çok sayıda bakterinin fajlarla bulaştırılmasından sonra, hücreler ortamdan alındı ve içerikleri radyoaktivite yönünden test edildi. Radyoaktif DNA’lı fajlarla bulaştırılan hücreler çok büyük bir miktarda radyoaktivite gösterdiler. Radyoaktif proteinli fajlarla bulaştırılan hücreler hemen hiç radyoaktivite göstermediler. Bu deney, fajların bakterilere bulaşmasında, faj DNA’sının hücreye girdiğini, fakat faj proteininin dışarıda kaldığını kanıtlamıştır. Faj DNA yalnız başına bakterinin başka fajlar yapmasına neden olabiliyorsa, faj yapmak için kalıtsal yapıları taşıyan mutlaka DNA olmalıydı. Sonuçta bu deney DNA’nın kalıtsal materyal olduğunu kabul ettirmiştir. 20-2 DNA’nın Bileşimi ve Yapısı Organik bileşiklerin çoğu, değişik türden kimyasal gruplardan yapılmış moleküllere sahiptir. Örneğin, nişasta molekülleri birbirine bağlı şeker birimlerinin zincirleridir; yağlar yağ asitleri ve gliserinden ibarettir; proteinler amino asit zincirleridir. Bilinmeyen bir organik bileşiğin analizinin ilk evresi hangi kimyasal gruplardan yapıldığını ortaya çıkarmaktır. İkinci evre, moleküldeki bu grupların yapısal düzenini çözmektir. DNA’nın kimyasal analizi 1920’lerde biyokimyacı P. A. Levene tarafından yürütülmüştür. Levene çok büyük olan DNA molekülünün şu kimyasal gruplardan yapıldığını bulmuştur: (1) 5 karbonlu şeker deoksiriboz; (2) bir fosfat grup; ve (3) dört çeşit azotlu bazlar. Bu dört bazdan ikisi adenin ve guanin, pürinler denilen bir bileşik çeşididirler; diğer ikisi, sitozin ve timin, pirimidinler denilen bileşiklerdir. Levene, her bir şeker birimine karşılık bir fosfat grubunun ve bir azotlu bazın bulunduğunu bulmuştur. Bu nedenle, DNA’nın temel yapısının bir şeker, bir fosfot ve dört azotlu bazdan birinin olduğuna karar vermiştir. Bu birimi bir nükleotid olarak adlandırmıştır. Dört farklı baz olduğundan, dört farklı çeşit nükleotid vardır. DNA’nın çözmek kimyasal kalmıştır. Bu, bileşimi bilindikten 1953’te, İngiltere sonra, geriye Cambridge’de molekülün beraber yapısını çalışan bir Amerikalı biyokimyacı James Watson ve bir İngiliz fizikçi Francis Crick tarafından başarılmıştır. DNA modeline ulaşmada, Watson ve Crick, DNA hakkında bilinen her şeyden yararlanmışlardır. Önemli bir bilgi kısmı Oxford Üniversitesinden Maurice Wilkins ve Rosalind Franklin’den gelmiştir. DNA kristalleri ile X-ışını deneyleri yapmışlardır. Bu Xışını fotoğrafları, kristalde tekrarlanan birimlerin bir sarmal yay şeklinde düzenlendiğini göstermiştir. DNA’nın kimyasal gruplarının pek çok farklı düzenlemelerini denedikten sonra, Watson ve Crick, şeker-fosfat gruplarının paralel ilerleyen iki zincirinin bulunduğu, bir DNA molekülü modeline ulaştılar. Molekülün sarmal eğrisi, dolanan ya da 195 burulan el merdiveni gibi şekillenmektedir. Sonuçta, DNA molekülü bir ikili sarmal yaydır. Watson ve Crick, bu modelin merdiveninin her bir “basamağı”nı yapan baz çiftinin, timine bağlı bir adenin birim veya sitozine bağlı bir gunin olabileceğini buldular. Bu model DNA molekülü ile ilgili bütün verilere uymaktaydı. Üstelik, diğer araştırıcıların bulduğu, DNA’daki adenin miktarının her zaman timin miktarı kadar olduğu ve guanin miktarının sitozin miktarı kadar olduğu gerçeğini açıklamıştı. Ayrıca, bazların zincir boyunca ardıllığı değişebildiğinden, ardıllık, kalıtsal bilgi için bir şifre olabilmektedir. Bu modelle ilgili bir diğer gerçek, bir koldaki bazların ardıllığının, otomatik olarak diğer koldaki eş bazları belirlemesidir. A, T, G ve C harflerini, dört baz adenin, timin, guanin ve sitozin’i göstermek için kullanıldığından, her A mutlaka bir T’ye ve her G mutlaka bir C’ye birleşir. Diğer hiçbir eşleşme olasılığı yoktur. Örneğin, bir koldaki ardıllık AGGTTAC ise, ikinci koldaki eşleşik ardıllık mutlaka TCCAATG olur. Bu iki kol tümleyici’dir denir. Her bir kol, A-T ve G-C baz eşleşme kuralına göre diğerinin tümleyicisidir. DNA’nın ikili sarmal modeli kalıtım biliminde çok büyük ani ve önemli gelişme olmuştur. Watson, Crick ve Wilkins bu çalışma için 1962 yılında Nobel ödülü aldılar. 20-3 DNA’nın Kopyalanması Gen-kromozom kuramının büyük sorularından biri, hücre bölünmesi sırasında her bir kromozomun tam bir kopyasının nasıl yapılabildiğidir. İkili sarmal model yalın bir cevap vermiştir. Modelin basamaklarını yapan baz çiftleri hidrojen bağı denilen zayıf bir bağ çeşidi ile bir arada tutulmaktadır. Bu bağlar yıkıldığında, DNA molekülünün her iki kolu bir fermuarın iki yarısı gibi ayrılabilir. Ardından, her bir koldaki bazlar, açık bir fermuarın dişleri gibi açıkta kalırlar. Hücrenin çekirdeğinde serbest nükleotidler varsa, bunların bazları, her bir açık koldaki tümleyici bazları kendilerine çekebilmektedir. Ardından, yarısını kaybetmiş olanın tam bir benzeri olan bütün bir tümleyici kol yapmak için bir arada birleşebilmektedirler. DNA’nın, orijinal molekülün tam bir benzeri, iki-kollu iki molekülü bu yolla yapılabilmektedir. Çok çeşitli deneyler, özel enzimlerin işlemi altında, canlı hücrelerde olanın da, tam olarak bu olduğunu göstermiştir. Ribonükleik asit, RNA’nın bileşimi, iki farkla, DNA’nınkine çok benzerdir. RNA’da 5 karbonlu şeker ribozdur ve RNA’daki pirimidin, timinin yerini alan urasildir. Buna göre RNA’da bulunan dört baz adenin, guanin, sitozin ve urasildir. İki kollu DNA’dan farklı olarak, nükleotidlerin sadece bir kolundan ibarettir. 196 GENLER, PROTEİNLER VE HÜCRESEL ETKİNLİK 20-4 Genler ve Enzimler Canlı hücrelerde her kimyasal tepkime özel bir enzimin varlığını gerektirir. Organizmanın muhtaç olduğu bu enzimler besinlerinde bulunmaz. Organizma kendi enzimlerinin hepsini yapmak zorundadır. Hücre, binlerce enzimlerinden birini yapamazsa, metabolizması bu enzimin yokluğundan etkilenir. Hücre etkili olarak işlev yapamaz, hatta bu enzim olmadan canlı kalmayabilir. Kalıtsal materyalin hücre enzimlerinin sentezinin denetiminde iş gördüğü düşüncesi ilk olarak 1900’lerin başında ortaya çıkmıştır. İngiliz hekim Archibald Garrod, “doğuştan gelen metabolizma bozuklukları” adını verdiği belirli hastalıkları araştırmıştır. Bu hastalıkların, vücudun belli özel bir enzimi yapamamasından kaynaklandığına ve bu yetersizliğin kalıtsal olduğuna inanıyordu. Diğer bir deyişle, vücut hücreleri normalde enzim üretimine neden olan bir allele sahiptiler. Hastalıklı bir insanda, normal allel, kusurlu bir allelle değiştirilmektedir. (Çoğunlukla, kusurlu allel çekiniktir ve bir kişide hastalık oluşması için, kusurlu allel için homozigot olması gerekir.) Gurrod varsayımı, büyük oranda alkaptonuria hastalığının araştırılmasına dayanmaktadır. Bu hastalığa sahip biri çok koyu idrar çıkarır. Buna, homogentisic asit denilen bir maddenin idrarda bulunması neden olur. Homogentisic asit vücutta, iki amino asit, phenylalanine ve tyrosine’in yıkımı sırasında üretilir. Ancak, bu madde daha sonra çoğunlukla diğer bir bileşiğe oksidize olur. Homogentisic asit yıkımı için gerekli bir enzimden yoksun bir kişi, bu maddenin üretiminden sonraki metabolik yol durduğundan, onu dışarı atmaktadır. Böyle bir kişi gerekli enzimin üretimini denetleyen allelden yoksundur. Phenylketonuria (PKU) da kusurlu bir çekinik allel çiftinden ve kayıp bir enzimden kaynaklanır. Garrod 1909’da düşüncelerini yayınladı, ancak o zamanda büyük oranda kabul görmedi. Bunların önemi ancak 1930 ve 1940’larda fark edilmiştir. 20-5 Bir Gen, Bir Enzim Varsayımı Genlerin, enzim üretimini denetlediklerinin en iyi kanıtı, 1941’de iki Amerikan bilim adamı George Beadle ve Edward Tatum’un deneylerinden elde edilmiştir. Beadle ve Tatum araştırmalarında, kırmızı ekmek küfü Neurospora crass’yı kullandılar. Bu küf normal olarak şeker, bir azot bileşiği, bazı mineral tuzlar ve vitamin biotin’den ibaret tam olarak birkaç besin maddesini içeren bir ortamda gelişir ve ürer. Buna minimal ortam denir. Bu küf, bu ortamdan, enzimlerini yapabilmek için ihtiyaç duyduğu bütün amino asitleri ve proteinleri sentezleyebilir. Beadle ve Tatum, X ışınları ile irradiye etmenin genlerde mutasyonlar meydana getirdiğini biliyorlardı. Neurospora kültürlerini X ışınlarına maruz bıraktıklarında, pek çok 197 küf organizmanın minimal ortamda artık gelişemediklerini buldular. Ortama amino asitler eklendiğinde, organizmalardan bazısı canlılığını sürdürebilmiştir. İrradiye edilmiş kültürlere her defasında bir amino asit ekleyerek, belirli bir amino asit isteyen organizma gruplarını ayırma olanağı elde etmişlerdir. Küfün, belirli bir amino asidi üretememesi, bu amino asidi yapmak için gerekli olan enzimin sentezini yapamadığı anlamına geliyordu. Bu, organizmanın, o enzimin sentezini denetleyen geni kaybetmesi demekti. X ışınları, normalde bu enzimin sentezine neden olan gende mutasyona neden olmuştu. Deneylerin bu sonucundan, her genin, etkisini, özel bir enzimin sentezinde gösterdiği sonucu ortaya çıkmıştır. Bu, bir gen, bir enzim varsayımı olarak bilinir. Bütün enzimler proteindir, fakat bütün proteinler enzim değildir. Bazı proteinler hormonlardır, bazısı hücrenin yapısal kısımları için gerekli materyallerdir, bazıları diğer amaçlar için gereklidir. Kanıtlar, bütün proteinlerin sentezini denetleyen genlerin sadece enzimler olmadığını gösteriyor. Proteinler polipeptitlerden, uzun amino asit zincirlerden yapılmıştır. Bazı proteinler, protein molekülünü oluşturan, iki veya daha fazla bileşik ve örülü polipeptitlerden meydana gelir. Örneğin, hemoglobin iki farklı polipeptit zincirinden yapılmış bir proteindir. Her bir polipeptidin sentezi farklı bir gen tarafından denetlenir. Bu gerçekten dolay, bir gen, bir enzim varsayımı, bir gen, bir polipeptit varsayımına genişlemiştir. Değiştirilmiş bu varsayıma göre, her bir gen özel bir zincirin sentezini yönetir. PROTEİN SENTEZİ 20-6 Genetik Şifre Düşüncesi Watson-Clack DNA modeli kabul edildiği zaman, çoğunlukla, her bir genin, amino asitlerden oluşan özel bir polipeptit zincirinin sentezini yönettiği fikir birliği vardı. Bu nedenle, genin, amino asitleri birleştirme düzenini belirleme yönünün olması gerekirdi. Bunun nasıl olabileceği, o anda Watson-Clack modelinden anlaşılmadı. Bir öneri, polipeptitlerin doğrudan DNA kollarında düzenlendikleri idi. Fakat hiç kimse, doğrudan sentez için olacak olan, amino asitlerin nükleotidlerle nasıl eşleşeceğini şekillendiremiyordu. Daha işe yarar bir düşünce, DNA kollarında bazların ardıllığının, amino asitlerin düzenini belirleyen bir şifre olduğu idi. Daha sonra bu şifre bazı ara mekanizmalarla bir polipeptide çevriliyordu. Bu ikinci varsayımın sonunda doğru olduğu görülmüştür. DNA şifresi ne olabilirdi? İnsan ve diğer çoğu organizmaların 20 amino asidi vardır. Bu nedenle, bu amino asitleri belirleyen en az 20 farklı şifre “sözcükler” bulunmalıydı. DNA’da sadece 4 farklı baz vardır. Yirmi amino asit için şifre sözcükleri oluşturacak kaç tane baz “harflere” ihtiyaç vardır. Dört bazdan, iki harfli sadece 16 farklı ardıllık yapılabilir: AA, AT, AG, AC, TT, TA, TG, TC, vs. Bu nedenle, şifre sözcükler en az 3 harf 198 uzunlukta olmalıydı. Dört bazdan, 3 harfli 64 değişik ardıllık sırası yapılabilir. Kuşkusuz bu gerekli olandan daha fazladır. Araştırmalar amino asitleri belirleyen şifrenin 3 bazlı sözcüklerden ibaret olduğunu ve amino asitlerin çoğunun birden çok şifre sözcükle belirlendiğini göstermiştir. 20-7 Haberci RNA Bugün, bir genin, DNA molekülü boyunca bazların bir dizilimi olduğunu biliyoruz. Üç bazın birbirini izleyen her bir grubu, bir polipeptit zincirine eklenen belirli bir amino asidi belirleyen bir şifredir. Bu şifre, bir polipeptidin nerede başlayıp, nerede biteceğini gösteren şifre sözcükler olan “noktalama” da içermektedir. Çoğu durumda, bu noktalar aynı zamanda bir genin başlama ve bitiş noktalarıdır. Bu şifrenin bir polipeptide dönüştürülmesinin ilk adımı, mesajın, polipeptit için bir RNA molekülüne kopyalanmasıdır. Şifreyi kopyalamak için, DNA kolları geçici olarak ayrılır ve RNA için model ya da kalıp olarak hizmet ederler (Şekil 20-1). Bütünleyici RNA nükleotidleri, DNA’nın kopyalandığı şekilde, açık kollar boyunca yerlerini alırlar. Bir araya gelmiş RNA ardıllığı polipeptit mesajının sonuna ulaştığında, DNA kolundan ayrılır. Artık RNA kolu, tek bir polipeptit için tam bir mesaj taşıyan ayrı bir moleküldür; tümleyici bir form olmakla; DNA’nın her bir A’sı bir U ile, her bir T’si bir A ile, her bir G’si bir C ile ve her C’si bir G ile temsil edilmektedir. Bu tür bir RNA koluna haberci RNA, ya da mRNA denir. Bir kalıtsal mesajın bir mRNA molekülüne kopyalanmasına kopyalama denir. Bir amino asidi belirleyen üç bazın her bir grubuna bir codon denir. Tam genetik şifre Tablo 20-1’de verilmektedir. Tablo 20-1. Genetik Şifre Amino asit Genetik şifre Amino asit Genetik şifre phenylalanine UUU, UUC methionine AUG leucine UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG threonine ACU, ACC, ACA, ACG serine UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC asparagine AAU, AAC tyrosine UAU, UAC lysine AAA, AAG cysteine UGU, UGC valine GUU,GUC,GUA, GUG tryptophan UGG alanine GCU, GCC, GCA, GCG proline CCU, CCC, CCA, CCG aspartic asit GAU,GAC histidine CAU, CAC glutamic asit GAA, GAG glutamine CAA, CAG glycine GGU,GGC, GGA, GGG arginine CGU,CGC, CGA, CGG, AGA, AGG stop UAA, UAG, UGA isoleucine AUU,AUC, AUA 199 20-8 Taşıyıcı RNA Haberci RNA, DNA tarafında oluşturulan üç çeşit RNA’dan sadece biridir. İkinci çeşide taşıyıcı RNA, yada tRNA denir. mRNA uzunluğu boyunca binlerce nükleotide sahipken, tRNA’nın sadece 80 dolayında nükleotidi vardır. tRNA molekülünün değişik bir şekli vardır. bir uçta kısa bir kuyruk vardır. Bu uça, belirli bir amino asit tutturulabilir. Her bir tRNA molekülü, yapısındaki diğer nükleotidlere bağlı olarak, sadece bir çeşit amino asit alır. tRNA’nın, 20 farklı amino asidin her biri için, en az 20 değişik formu vardır. tRNA molekülünün diğer ucunda, açık nükleotidlerin bir ilmeği vardır. Bu ilmekte, bir mRNA şifresinin tümleyicileri, anticodon denilen üç bazın bir ardıllığı vardır. Bu anticodonun eşleştiği şifre, tRNA’nın taşıdığı belirli amino asidin belirleyicilerinden biridir. Buna göre, tRNA , mRNA tarafından belirlenen özel bir yere belirli bir amino asit getiren bir aygıttır. codon codon code for polypeptide single strand of DNA DNA strand messenger RNA oluşumu Şekil 20-1. DNA Replikasyonu 20-9 Ribozomal RNA Ribozomal RNA ya da rRNA, hücrenin çekirdekçiklerinde DNA tarafından oluşturulan RNA’dır. Bir ribozom, bir protein ve biri diğerinden büyük, iki rRNA alt biriminden meydana gelir. Ribozomal protein sitoplazmada meydana getirilir ve ardından çekirdeğe geçer. Çekirdekçiklerde, bu protein ve rRNA’nın iki alt birimi tamamlanmış ribozomlar yapmak için birleştirilir. 20-10 Bir Polipepetidin Birleştirilmesi Üç çeşit RNA’nın sentezi, ribozomların birleştirilmesi gibi, hücre çekirdeğinde meydana gelir. RNA ve ribozomlar çekirdek porlarından sitoplazmaya geçerler. Sitoplazmada, 200 hücre proteinlerinin sentezinde gerekli bütün amino asitlerin tedariki mevcuttur. Burada, proteinler için polipeptitlerin bir araya getirilmesi, mRNA tarafından taşınan yapılara göre yürütülür. Sitoplazmada, amino asit molekülleri, kendilerine özgü tRNA varyetelerine tutturulurlar (Şekil 20-2). Ribozomlar, mRNA’nın her bir kolu boyunca aralıklara tutturulurlar. Bir ribozomun mRNA’ya tutturulduğu yerde, doğru anticodonlu bir tRNA molekülü, mRNA’daki uygun codona geçici olarak tutturulur. tRNA tarafından yerleştirilen amino asit, oluşan zincirde son amino aside bağlanır ve tRNA’dan ayrılır. Ardından, ribozom bitişik codona ilerler. Yeni bir tRNA, mRNA kolunda yerini alır ve amino asidi polipeptit zincire katılır. Ribozom ilerledikçe, onun amacına hizmet eden tRNA serbest bırakılır. Artık bir başka amino asit molekülü almak için serbest kalır ve bu görevini tekrarlar. Amino asitler, ribozom bir “dur” codonuna ulaşıncaya kadar, büyüyen polipeptit zincire eklenmeye devam edilirler. Daha sonra serbest bırakılır ve kendini tam bir protein molekülüne tamamlar. Bu dikkate sitoplazmada sentezlenirken, değer sistemle, bütün hücrelerin proteinleri, bu sentez için kalıtsal yapıları taşıyan kromozomlar çekirdekte kalır. valine leucine polypeptide chain arginine glycine histidine leucine tRNA threonine ribosome Şekil 20-2. Protein Sentezi codons mRNA 201 Kalıtsal mesajın bir polipeptit zincire çevrilmesi işleminin her adımı, özel bir enzim tarafından desteklenir. Amino asitleri tRNA’ya tutturan enzimler vardır. tRNA’yı mRNA’ya tutturan enzimler vardır. Amino asitleri polipeptit zincire katan enzimler vardır. Çekirdekte, DNA molekülünü kopyalanmak için açan ve RNA’nın birleşimine yardım eden diğer enzimler de vardır. Bütün bu enzimler kendilerini genlerle tayın ettirirler. GEN DENETİMLERİ VE GEN MUTASYONLARI 20-11 Gen Kopyalanmasının Denetimi Bir organizmanın her hücresi, onun karakteristik genlerinin tam bir takımına sahiptir. Bir organizmanın bütün hücreleri aynı genlere sahip olmakla birlikte, değişik hücreler farklı işlevleri yerine getirir ve farklı proteinler üretirler. Bir organizmanın bir hücresinde niçin belirli bir gen takımı etkinken, diğer bir hücresinde niçin farklı bir gen takımı etkindir. Moleküler biyoloji uzmanlarının büyük sorularından biri gen kopyalanmasının nasıl denetlendiğini cevaplandırmaya çalışmaktır. 1960’ların başlarında, Fransız biyologlar Francois Jacob, Jacques Monod ve Andre Lowoff Escherichia coli bakterisinde , belirli genlerin kopyalanmasının nasıl denetlendiğini buldular. Bu çalışma için 1965 yılında Nobel ödülü kazandılar. Jacob, Monod ve Lowoff, bakteri tarafından laktoz şekerinin sindiriminde kullanılan üç enzimin üretimini araştırdılar. Bu enzimlerin, ihtiyaçları olduğunda, yani laktoz mevcut olduğunda, bakteriler tarafından üretildiklerini buldular. Böylece, enzim üretimi, hücrenin ihtiyacına bağlı olarak, başlatılmakta ve kesilmektedir. Jacob, Monod ve Lowoff, laktoz sindirim enzimlerinin üretiminin bir gen kümesi tarafından denetlendiğini belirlediler. Bu enzimlerin amino asit ardıllıkları üç yapısal gen tarafından belirlenmektedir. Bir yapısal gen, belirli bir polipeptidin üretimini şifreleyen bir DNA bölüdüdür. Araştırıcılar, yapısal genlerin etkinliğinin, yapısal genlerin yanında bulunan nükleotitlerin ardılı bir operatör gen tarafından denetlendiğini buldular. Bu operatör gen etkin bir durumda olmadan yapısal genler kopyalanamaz. Bu operatör genlerin kopyalanmanın meydana gelmesinde “başlatıcı” veya kopyalamayı önlemede “durdurucu” oldukları düşünülmektedir. Operatörün etkinliği repressör (baskılayıcı) denilen bir protein tarafından denetlenmektedir. Diğer yandan, repressör, regülatör (düzenleyici) gen denilen diğer bir genin ürünüdür. Repressör, operatör geni tuttuğunda, yapısal genin kopyalanması başlatılamaz. Repressör protein hücrede her zaman mevcuttur ve normalde operatör geni bağladığından, operatör gen etkin değildir. Laktoz repressör proteini bağlayarak, operatör geni bağlamaktan onu alıkoyar. Bu nedenle laktozun varlığında, 202 operatör gen çalıştırılır. Yapısal genlerin kopyalanması yürütülür ve laktoz sindirim enzimleri üretilir. Laktozun sindirilmesi, hücrede mevcut miktarını azaltır. Laktoz miktarı reprassörün etkinliğini önleyemeyecek kadar çok azaldığında, repressör yeniden operatörü tutar ve onu durdurur. Genlerin kopyalanması durur ve hücre sindirim enzimleri yapımını durdurur. Böylece, sindirim enzimlerinin sentezi, laktozun sindirimi için gerekli olduklarında başlatılır ve laktoz bittiğinde, artık gerekli olmadıklarında durdurulur. Bu, negatif geri besleme ile denetlenmenin açık bir örneğidir. Bir bakterinin, bir prokaryodun, genlerinin bir çekirdekte olmayan, doğrudan sitoplazma ile temasta olan tek bir kromozomda olduklarını anımsayalım. Bakterilerde genetik denetim mekanizmaları çekirdekleri ve çok sayıda kromozomları olan hücrelerdekinden kuşkusuz daha yalındır. Ökaryotik hücrelerde, genlerin nasıl çalıştırılıp nasıl durdurulduğu hakkında şu ana kadar çok az şey bilinmektedir. 20-12 Gen Mutasyonları Genler, belirli bir protein için bir polipeptit zincirdeki amino asit sırasını belirleme işini görürler. Bu yapılar, DNA kolundaki bazların ardıllığında şifrelenmiştir. Bu ardıllıktaki herhangi bir değişiklik, büyük olasılıkla mRNA’ya çevrilecek mesajı değiştirecek ve hücrenin yaptığı bir proteinin yapısını değiştirecektir. Bu değişikliklere gen mutasyonları denir. DNA molekülünde bir mutasyon meydana geldikten sonra, DNA’nın bundan sonraki bütün kopyalanmalarında tekrarlanacaktır. Bir eşey hücresindeki mutasyon gelecek döllere geçebilmektedir. Gen mutasyonlarının zaman zaman bütün hücrelerde meydana geldiğine inanılmaktadır. Bireysel vücut hücrelerindeki mutasyonların, diğer hücrelerin veya bir bütün olarak organizmanın işlevlerini etkileme olasılıkları olmadığı sürece çoğunlukla önemli olmazlar. Tek bir hücre, belirli bir proteini yapma yeteneğini kaybederse, ölebilir veya bu proteini hücrelerarası sıvıdan alabilir. Her iki durumda, dikkate değer bir şey olmaz. Eşey hücrelerindeki mutasyonlar ayrı bir konudur. Bir gamette döllenme anında bir mutasyon varsa, embriyonun bütün hücreleri ve gelişen organizma, en az DNA’sının yarısında mutasyona sahip olacaktır. Kalıtsal mutasyonlar çoğunlukla çekiniktirler. Sadece, yaklaşık 100 gen mutasyonundan 1’i baskındır. Mutasyonların çoğu organizmaya zarar verir. Normal bir bireyin genleri organizmanın hemen bütün gereksinimlerini karşılar. Her hangi bir değişme, büyük bir olasılıkla yararsız bir proteinin üretimi veya yararlı ve gerekli birinin yerine hiçbirinin üretilmemesi ile sonuçlanacaktır. Mutasyonların nedenleri. Özelliklerde gözlemlenebilir değişiklikler meydana getiren mutasyonlar, Drosophila ve diğer organizmalarda araştırılmıştır. Mutasyonların her bir çeşidinin, büyük polulasyonların belirli, düşük bir oranında meydana geldiği 203 görülmektedir. Doğal mutasyonların tüm nedenleri bilinmemektedir. DNA’nın kopyalanmasında, sadece rastlantısal hataların sonucu olabilirler. Mutasyonlara neden olan çevre etkenlerine mutagenetik etkenler denir. T. H. Morgan’ın bir öğrencisi olan Hermann Muller, meyve sineklerinde mutasyon oranının, X ışınlarına maruz bırakılma ile büyük oranda arttırıldığını bulmuştur. Radyasyonun diğer şekilleri ve kloroform ve hardal gazı gibi kimyasalların da mutagenetik etkenler oldukları da bilinmektedir. Doğal mutasyonlar, kısmen çevredeki mutagenetik etkenlerin sonuçları olabilmektedir. Gen mutasyon çeşitleri. Bir genin baz ardıllığının değişebilmesinin ve bunun bir mutasyona neden olmasının çeşitli yolları vardır. Bütün bir nükleotide, belli noktada ekleme ve çıkarma yapılabilir. Bu tür bir değişiklik, bu noktadan öteye bütün üçlü şifreleri değiştirebileceğinden çok etkili olabilecektir. Bu gen büyük olasılıkla tamamen yararsız olacaktır ve organizma onun belirlediği proteinden yoksun kalacaktır. Alkaptonuria, PKU, ve pek çok diğer kalıtsal hastalıklar bu tür gen mutasyonları sonucu meydana gelebilmektedir. Diğer durumlarda, bir baz bir başkasının yerine geçebilmektedir. Bu, bir şifreyi ve proteinde belirlenen bir amino asidi tamamen değiştirir. Bir amino asidin değiştirilmesi, işlevinde ancak kısmen etkili olan bir proteinle sonuçlanacaktır. Orak hücre anemisi. Orak hücre anemisine, hemoglobin molekülündeki polipeptit zincirlerden birinin üretimini denetleyen gende bir bazın değiştirilmesi neden olmaktadır. Bu zincirde yaklaşık 300 amino asit bulunur. Bir bazlık değişme zincirde belirli bir noktada bir amino asit şifresini değiştirir. Amino asit glutamic asidi zincire yerleştiren normal şifre, GAA’dır. Glutamic asit yerine valini koyan mutant şifre GUA’dır. Değiştirilmiş polipeptitten yapılmış hemoglobin normal hemoglobin kadar oksijen taşıyamaz. Molekül şekli de değişiktir. Kırmızı kan hücrelerinin, küçük kan damarlarına takılma ve birlikte kümeleşme eğilimine neden olan çarpıtılmış bir şekle sahip olmalarına neden olur. 20-13 Mitokondriyum ve Kloroplast DNA’sı Kalıtsal materyalin çoğu bir hücrenin çekirdeğinde yerleşmişken, biyologlar belirli hücre organellerinin kalıtsal bilgi taşıdıklarını bulmuşlardır. Buna sitoplazmik DNA denir. DNA içeren organeller kloroplastlar ve Mitokondriyumlardır. Bu organellerdeki nükleik asitler bu organellerin işlevleri, fotosentez ve hücre solunumu için gerekli materyallerin sentezini şifreledikleri görülmektedir. Bununla birlikte, çekirdek DNA’sı ayrıca bu organelleri etkilemektedir. Bir hücre mitoz bölünme ile bölündüğünde, her bir kardeş hücre ata hücrenin organellerinin yaklaşık yarısını alırlar. Kardeş hücreler geliştikçe, mitokondriyum ve kloroplastlar kendi kendine çoğalabilirler. Bu organellerin DNA’sı da, yeni organelleri kendi DNA’larını sağlamış bulundurmak için kopyalanır. 204 Eşeyli üremede gametlerin birleşmesinde, zigotun bütün oragenneleri, daha büyük oldukları yumurta hücresinden gelirler. Bu nedenle her iki ata yeni dölün çekirdek DNA’sına eşit olarak katkıda bulunsa da, sitoplazmik DNA’nın tamamı dişi atadan gelir. 20-14 Transformasyon ve Transdüksiyon Transformasyon ve Transdüksiyon, DNA’nin bir bakteri hücresinden diğer birine aktarılması işlemidir. Transformasyonda, canlı bakterilere ölü bakterilerden DNA alınır. Bu DNA, ölü bakterilerin, özelliklerini canlı bakteri hücrelerinde göstermesine neden olur. Griffith’in denmelerinde, tip R bakterileri, ölü Tip S bakterilerinin DNA’sı ile dönüştürülmüştü. Dönüştürme, laboratuar denmelerindeki gibi doğada da meydana gelir. DNA parçası, virüslerle bir bakteri hücresinden diğerine aktarılabilir. Bu işleme transdüksiyon denir. Transdüksiyon, bir bakteriyal DNA parçası, virüs taneciğine katıldığında meydana gelir. Virüs yeni bir hücreye bulaştığında, önceki konukçu hücresinden aldığı DNA parçasını götürür. 20-15 Genetik Mühendisliği Geni anlamanın en dikkate değer sonuçlarından biri, hücrenin DNA’sını değiştirme yöntemlerinin geliştirilmesidir. Değiştirilmiş DNA’ya rekombinant DNA ve değiştirilmiş DNA üretme işlemleri çoğunlukla genetik mühendisliği ya da daha popüler gen ekleme olarak ifade edilir. ikinci terim, günümüzde kullanılan bu yöntem için oldukça tanımlayıcıdır. Bu yöntemler, bir DNA molekülünün yıkılması ve kimyasal “tutturma” yoluyla yeni bir genin araya konması veya eklenmesini kapsarlar. Genetik mühendisliğinin uzun erimli amaçlarından biri, yoksun oldukları normal genlerin hücrelere aktarılması ile genetik kusurları düzeltmektir. Kalıtsal hastalıklar belki bu yolla tedavi edilebilecektir. Diğer bir hedef, besin veya diğer insan amaçları için yetiştirilen bitki ve hayvanlara istenen özellikleri vermektir. Bununla birlikte, günümüzde bakterilere ve diğer basit organizmalara gen aktarma teknikleri sınırlıdır. Plazmidler. Bakterilere genlerin aktarılmasının bazı yöntemleri transformasyon ve transdüksiyon kullanmaktır. Diğer önemli yöntem plazmidler denilen küçük, halka şeklinde DNA bölütlerini kapsar. Çoğu bakteriler ya plazmidler içerir veya çevreleyen ortamdan sitoplazmalarına kromozomundan plazmidler alırlar. Bakterilerde, plazmidler bakteri ayrı kalırlar. Ancak, plazmidler, organizmanın metabolizması ve özelliklerinden etkilenen genler içerir. Örneğin, bazı plazmidler, penisilini yok eden bir enzimi üreten dirençlidirler, bir onun gene sahiptirler. Bakterilerin içerdiği tarafından öldürülmezler. Plazmidler bu her plazmidler hücre penisiline bölünmesinde kromozomlarla kopyalanırlar. Böylece özel plazmidli tek bir bakteri hücresi, bu plazmid tarafından verilen özelliklere sahip büyük hücre kolonileri üretebilirler. Bakterilere yeni bir gen aktarmada, önce plazmidler bakteri hücrelerinden elde edilir. Bu, bakterilerin sıkılması ve içeriklerinin santrifüj veya diğer yöntemlerle ayrılması ile 205 yapılır. Plazmidler, aktarılacak geni (DNA kırıntısı) içeren bir çözeltiye alınır. Bu genler çoğunlukla hayvanlardan sağlansa da, bazı durumlarda bu genler gerçekten uygun ardıllıklarda nükleotidlerin kimyasal olarak bir araya getirilmesiyle de yapılabilmektedir. Ardından restriksiyon enzimi denilen bir enzimin plazmid halkasını yıkıp açmak için kullanılır. Çözeltideki serbest genler, plazmidlerin açık uçlarından onlara bağlanır, böylece halka kapanır. Plazmid artık yeni geni içerir. Bakteriler, daha sonra bu değiştirilmiş plazmidlere maruz bırakılır ve bakterilerin çoğu onları içine alır. Bakteri hücrelerinin içine girdiklerinde, aktarılmış genler görünmeye başlarlar. Bu bakteriler bu genin belirlediği proteini üretirler. Bu protein, başka yollarla elde edilmesi güç ve pahalı olan, istenen bazı ürünlerden herhangi biri olabilir. Araştırma gayretlerine yaygın olarak konu edilen proteinler arasında insülin, insan gelişme hormonu ve insan interferonu vardır. İnterferon, virüs enfeksiyonlarına ve belki bazı kanser formlarına karşı savunma sağlayan, vücut dokuları tarafından üretilen bir maddedir. Son yıllarda, ticari boyutta rakombinant DNA teknolojisi geliştirmek için bazı şirketler kurulmaktadır. Bu araştırma ile üretilen bazı yeni bakteri formları için patent alınmaktadır. Rekombinant DNA’nın tehlikeleri. Bu araştırma alanına dahil pak çok bilim adamı, rekombinant DNA ile araştırmaların olası tehlikelerinin farkındadırlar. Bu deneylerde, mikroorganizmaların yeni formları üretilmektedir. Tamamen yeni bir insan hastalığına neden olabilecek yetenekte, vücudun hiçbir doğal savunmasının olmayacağı, tamamen yeni bir organizmanın üretilmesi olasılığı vardır. Bu tür bir organizmanın çevreye kaçırılması kütlesel, kontrol edilemez bir salgına öncülük edebilir. Bu tür bir kazayı önlemek için, Amerikan federal hükümeti ve rekombinant DNA araştırması içindeki bilim adamları mutlaka uyulması gereken kurallar ve koruma önlemleri koymaktadırlar. Yeni bir araştırma alanı olduğu ve yeterli bilgi olmadığından, gerçek riskler ve gerekli koruma önlemleri bilinmemektedir. Sonuçta kurallara uyma da bu alanda çalışanların bireysel çabalarına bağlıdır. Riskler içerdiğinden, monitör güvenliği ve rekombinant DNA araştırıcıları çoğaldıkça standartları güncelleme, hepsinden daha önemli olmaktadır. 20-16 Klonlama Bir klon bir grup bireysel organizmaların tam olarak aynı genlere sahip olmalarıdır. Eşeysiz olarak üreyen organizmalar, yeni neslin her biri atanın genlerinin tam bir kopyasını aldığından, klonlar üretirler. Çok sayıda araştırma artık normalde eşeyli olarak üreyen hayvanların klonlanmasına (klonlar üretme) yöneltilmektedir. Bir hayvanın her vücut hücresi, hayvanın hayatını başlatan genlerin tam bir takımına sahiptir. O zaman teorik olarak, bu hücrelerden herhangi biri, diğer her biri ve atası ile özdeş olan bireyler geliştirebilirler. Hayvanların klonlanması üzerine araştırmaların çoğu kurbağalarla yapılmaktadır. Bu yöntem, bir kurbağa yumurta hücresinin haploid çekirdeğinin diğer bir kurbağa hücresinin 206 diploid bir çekirdeği ile değiştirilmesini kapsar. Ardından bu yumurta hücresi bölünmeye ve tam bir bireye gelişmeye izin verir. Meydana getirilen kurbağa aktarılan orijinal çekirdekteki genlerin aynısına sahip olmaktadır. Bu çekirdek ergin bir kurbağanın bir hücresinden geliyorsa, yeni kurbağa onun klonu olmaktadır. Bununla birlikte, zaten tamamen farklılaşmış hücrenin çekirdeği ile bu işlemi çalıştırmak çok zor olmaktadır. Görülen, genlerin çok fazlası “kapanmıştır” ve bu yumurta hücresinin içinde yeniden açılamazlar. Başarıların çoğu, blastula evresindeki bir kurbağa embriyosunun hücrelerinden alınan çekirdeklerin kullanılması ile sağlanmaktadır. Aynı blastulanın pek çok hücresinin çekirdeklerinin aktarılması ile, bir miktar genetik olarak özdeş bireyler elde edilebilmektedir. Benzer bir teknik 1981 yılında ilk kez memelilere başarıyla uygulanmıştır. Bir farenin blastula çekirdeğinin hücreleri orijinal çekirdekleri çıkarılan, farenin yumurta hücrelerine aktarılmıştır. Değiştirilmiş yumurta hücreleri bir kültür ortamında blastula evresine erişmeye izin vermiş ve ardından gelişmesini tamamlaması için dişi farenin döl yatağına aktarılmıştır. Klonlama denemelerinin amaçlarından biri araştırmalar için büyük miktarlarda kalıtsal olarak özdeş laboratuar organizmaları üretmektir. Örneğin, kalıtımı bilinen ve denetlenen hayvanlar kanser, anjin, doğum kusurları ve zarar yenilenmesinin araştırılmasında yaralı olabileceklerdir. görmüş vücut parçalarının Ancak, araştırıcıların klonlama ile ilgili daha çok şey öğrenmeleri gerekiyor. Yakın zamanlardaki bitki klonlama çalışmaları, teoride kalıtsal olarak özdeş olması gereken bir bitki grubu içinde kendinden olan kalıtsal değişikliklerin olabildiğini göstermiştir. Bu, belirli bitkilerin, tek bir bitkinin hücrelerinden doku kültürü teknikleri ile klonlanmasında, ortaya çıkan özelliklerin ata bitkinin özelliklerinden farklı olmasında gözlenmiştir. Somaklonal varyasyon denilen bu olgu, pek çok beklenmedik ve faydalı genetik varyantlarda meydana gelmektedir. Araştırıcılar, somaklonal varyasyonun, geleneksel bitki yetiştirme teknikleri ile olandan daha hızı yeni ürün bitkisi ırklarının sağlanacağı yollar sunacağını beklemektedirler. Bu yöntemle türetilmiş buğday, domates, havuç ve diğer ürün bitkilerinin bazı yeni ırkları arazi testlerinden geçirilmektedir. MODERN 21 EVRİM TEORİSİ VARYASYON 21-1 Mutasyon Teorisi Hollanda'lı botanikçi Hugo de Vries bu yüzyılın başında mutasyon olgusunu tanıtmıştır. De Vries, teorisini akşam çuhaçiçekleri üzerinde yürüttüğü araştırmaya dayandırmıştır. Araştırmaları sırasında de Vries bazen bir bitkinin tamamen yeni bir yapı veya formda ortaya çıktığını gözlemlemiştir ki bu yapı daha sonraki generasyonlarda da aynen ortaya çıkmaktadır. De Vries bu ani değişikliklerin her birini mutasyon oluşturan kalıtsal materyal olarak düşünmüştür. De Vries, Darwin'in evrim teorisine eklemede bulunmuştur. Bu Darwin'in teorisinde yeni özelliklerin tamamlamasını nasıl ortaya sağlamıştır. De çıktığının Vries açıklanmasındaki yeni türlerin temel oluşmasına zayıf yol açan noktanın önemli değişikliklerin birçok generasyon üzerinde yavaş yavaş oluşmadığını iddia etmiştir. Bunlar mutasyonun sonucu olarak ani ve büyük değişiklikler olarak meydana gelirler. Vries'e göre normalden uzun boyunlu bir zürafa mutasyon sonucu oluşmuştur. Otların az olduğu dönemde uzun boyunlu zürafa ve yavruları, normal uzunlukta boyna sahip zürafalara göre daha avantajlıdır ve bunlar hayatta kalmış ve oldukça fazla sayıda çoğalmıştır. Sonunda sadece uzun boyunlu türler kalmıştır. 21-2 Varyasyon Kaynakları Mutasyonlar genetik varyasyonun temel kaynağı iken eşeysel üremenin sonucu olan rekombinasyon ve populasyonlar arasındaki bireylerin göçü de varyasyona yol açar. Gen mutasyonları. Modern evrim teorisinde, gen mutasyonları varyasyonun temel kaynağıdır. Belli bir genin mutasyonu nadir bir olaydır. 10.000 gametten sadece bir tanesi belli bir genin mutasyonu olabilir. O gen için mutasyon oranı 10.000'de 1'dir. Diğer taraftan her bir gamette binlerce gen vardır. Bu binlerce gen içerisinden en az bir tanesinin mutasyona uğramış olması oldukça olasıdır. Böylece her zigotta birkaç mutasyon olması olasılığı vardır. Birçok mutasyon çekiniktir. Sonuç olarak mutantın özelliği genellikle baskın özellik nedeniyle saklı kalır. Gen mutasyonlarının düşük yüzdesi nedeniyle mutant genlerin, örneğin; mutant alleller, homozigot durumda bir araya gelmeleri çok nadirdir. 208 Bu gerçekleştiğinde bireye olan etkisi genellikle zararlıdır. Fakat eğer çevresel faktörler değişirse mutant allelleri türlere faydalı hal alırlar. Daha sonra doğal selleksiyon, bu allellerin populasyondaki frekansını büyük ölçüde arttırma eğiliminde olacaktır. Kromozom Mutasyonları. Bu mutasyonlar yeni gen üretmemelerine rağmen, organizmada yeni gen kombinasyonlarıyla sonuçlanırlar. Birçok fiziksel özellik birkaç gen tarafından kontrol edildiğinden, yeni gen kombinasyonları yeni özelliklerin oluşmasını arttırabilir. Kromozom mutasyonları diğer bir varyasyon kaynağıdır. Rekombinasyon. (1) mayoz süresince meydana gelen belli olaylar ve (2) iki gametin zigot oluşturmak için kaynaşması sonucu meydana gelen allellerin yeni kombinasyonlarına rekombinasyon denir. Mayoz süresince, crossing-over ve bağımsız çeşitlilik içeren bütün rekombinasyonu meydana getirir. Crossing-over homolog kromozomlar arasında segmentlerin değişimini içerir ve yeni allel kombinasyonlarıyla sonuçlanır. Bağımsız çeşitlilik allellerin homolog olmayan kromozomlar üzerinde rasgele gruplaşmasını sağlar ki bu da allel rekombinasyonudur. İçeriye ve Dışarıya Göç. Varyasyonun diğer bir kaynağı da populasyon içine ve dışına gerçekleştirilen göçün sonucu olabilir. Populasyona yeni bireyler katıldığında hali hazırda bulunmayan genler getirebilirler. Bireyler populasyonu terk ettiklerinde ise populasyondaki bazı genleri uzaklaştırırlar. Organizmaların bir yerden başka bir yere gitmeleri olan göç, en büyük etkisini küçük populasyonlarda gösterme eğilimindedir. 21-3 Populasyon Genetiği Modern veya sentetik evrim teorisi populasyonların önemini vurgular. Bir populasyon, belirli bir alanda birlikte yaşayan ve kendi içinde üreme yeteneğine sahip aynı türden organizmalar topluluğudur. Modern bakış açısına göre evrim, bireyler evrimleşmez. Genetik yapıları hayatları boyunca aynı kalır. Fakat populasyonlar evrimleşir. Her populasyonda kendi allel çeşitlilikleri olan birçok birey vardır. Bu bireyler üreyip, öldükçe populasyonun genetik yapısı bir bütün olarak değişebilir. Genetik yapısı bir generasyondan diğerine değiştikçe, populasyon evrimleşir. Populasyonun genetik yapısındaki değişiklikleri içeren çalışmalara populasyon genetiği denir. 21-4 Allel Frekansı Populasyondaki her birey başka hiçbir bireyde tam olarak aynısı bulunmayan bir grup allele sahiptir. Bununla birlikte bu bireyler, bütün olarak bir populasyonda her iki tipte de belli sayıda allellere sahip olabilirler. Bazı alleller diğerlerinden daha yaygındır. Örneğin, populasyondaki her birey belli bir enzimi üretecek allellere sahip olabilir. Böylece bu allelin populasyondaki frekansı %100'dür. Diğer taraftan yüz birey içerisinde sadece biri 209 belli bir mutasyona uğramış allele sahip olabilir. Böylece populasyondaki frekansı 1/100 veya yüzde 1'dir. Bir populasyondaki tüm allellerin toplamına gen havuzu denir. Herhangi bir zamanda, her bir allel gen havuzunda belli bir frekansta bulunur. Bu frekans, herhangi bir yerde %100'den 10.000'de 1 veya 1.000000'da 1 gibi çok düşük de olabilir. Zaman geçtikçe gen havuzundaki allellerin frekansı, doğal selleksiyon nedeniyle değişebilir. Sentetik teoriye göre, evrimleşme, bir populasyondaki allellerin frekansının yavaş yavaş değişmesidir. 21-5 Diferansiyel Çoğalma Mutasyonyonların sonucu olarak, bireyler arasında varyasyonla sonuçlanan yeni alleller her gen havuzunda daima görülürler. Çeşitlilik görüldüğünde, çevre bir ekran gibi davranarak belli varyasyonları saklar ve diğerlerini reddeder. Uygun varyasyona sahip olan bireyler diğerlerinden daha uzun yaşayacak ve daha fazla döl vereceklerdir. Bu çeşitlilik diferansiyel çoğalma' ya yol açar. Diferansiyel çoğalmanın bir sonucu olarak belli allellerin frekansları yavaş yavaş artacak ve diğerleri azalacaktır. Eğer populasyonun içinde yaşadığı çevre değişirse, doğal seleksiyon da değişecektir. Populasyonda, yeni koşullarda bireylere avantaj sağlayan allellerin frekansı artacaktır. Dezavantajlı olan allellerin frekansı azalacaktır. Sentetik teoriye göre uzun boyunlu zürafaların evrimi diferansiyel çoğalma ve allel frekanslarının değişimiyle açıklanabilir. Orijinal zürafa populasyonlarında daha uzun boyunlu olma allelleri bulunuyordu, fakat bunların frekansı düşüktü. Daha sonra çevrede meydana gelen bir değişiklik erişilebilir çimen miktarını azalttı ve ağaçların sayısını arttırdı. Uzun boyunlu olma allellerine sahip olan bireyler daha fazla yiyecek elde edebilecek, daha uzun yaşayacak ve daha fazla döl verebilecekti. Daha sonraki generasyonlarda, bunların yavruları populasyonun büyük bir kısmını oluşturacaktı. Bu nedenle, uzun boyunlu olma özelliğini gösteren alleller daha fazla frekansta olacaktır. Sonuç olarak, bu frekans %100’e yaklaşmıştır ve populasyonda sadece uzun boyunlu zürafalar görülmüştür. 21-6 Hardy-Weinberg Yasası Mendel’in hibrit bezelyelerle yaptığı deneyde, çalıştığı her özellik için iki allel vardı. Örneğin, uzun boylu bitkileri üreten T alleli ve kısa boylu bitkileri üreten t alleli vardı. T ve t’nin hibrit bitkideki frekansları %50 T ve %50 t’dir. Hibritler çoğaldığında, dölün genotip oranı 1:2:1 ve fenotip oranı 3:1 şeklindedir, fakat döldeki allel frekansları 50:50 olarak aynıdır. Bir populasyondaki iki allelin aynı frekansa sahip olması önemli değildir. Biri diğerinden çok daha yaygın olabilir. Örneğin, varsayalım ki belli bir türde, belli bir özellik, örneğin göz rengi, için iki allel olsun. Bir allel beyaz göz, diğeri de kızarık göz üretsin. Dominantlık 210 veya hibritin göz rengini düşünmeyelim. Sadece populasyonda beyaz göz rengi allelinin, %90 beyaz göz rengi, %10 kızarık göz rengi şeklinde, kızarık göz rengi alleline göre çok daha yaygın olduğunu düşünelim. Bu organizmalar çiftleşip üredikçe, generasyondan diğer generasyona göz rengi için allel frekansı nasıl olacaktır? Daha yaygın olan beyaz göz allelinin sonunda kızarık göz allelinin yerini tamamen alması ve %100 beyaz göz allel frekansına ulaşması mantıklı görülmektedir. İngiliz matematikçi G. H. Hardy ve Alman fizikçi W. H. Weinberg, 1908’de bu soruyu düşündüler ve aynı sonuca ulaştılar. Eşeyli üremede genlerin ayrı tutulmasının ve rekombinasyonun kendi başlarına allel frekanslarını değiştiremediğini göstermişlerdir. p allelinin frekansı %90 ve q allelinin frekansı da %10 ise olağan rasgele çiftleşme, aynı oranda, %90 p ve %10 q, yeni bir generasyon verir. Bu Hardy-Weinberg yasası olarak adlandırılmıştır. Hardy-Weinberg yasasının yürüyebilmesi için aşağıdaki koşullar olmalıdır: 1. Populasyon büyük olmalıdır. Küçük populasyonlarda, düşük frekanstaki alleller kaybolabilmekte veya bu allellere sahip çok az sayıdaki bireyin kaza sonucu ölümüyle frekans değişmektedir. 2. Bireyler populasyon içine veya dışına göç etmemelilerdir. Bireylerin bu şekilde hareket etmesi populasyonun allel frekansını değiştirir. 3. Mutasyonlar olmamalıdır. Mutasyonlar varolan allelleri açıkça değiştirmektedir. 4. Üreme tamamen rasgele olmalıdır. Bu, genetik yapıları ne olursa olsun her bireyin döl vermede eşit şansa sahip olması gerektiği anlamına gelir. 21-7 Hardy-Weinberg Yasası ve Evrim Önceki bölümde Hardy-Weinberg yasası için önemli dört koşul belirtilmiştir. İlk ikisi aslında var olabilir. Populasyonlar yeterince büyük olabilir ve belli koşullar altında göç sıfır olabilir. Fakat son iki durum neredeyse hiçbir zaman gerçekleşmez. Mutasyonlar her zaman sabit oranlarda gerçekleşir ve böylece allel frekanslarını değiştirir. Fakat daha önemlisi üreme rasgele değildir. Diferansiyel çoğalma kuraldır, doğal selleksiyonu yürütür ve allel frekanslarının değişmesiyle sonuçlanır. Gerçek dünyada herhangi bir duruma uygulanamayan bir "kural"ın kullanılabilirliğini merak edebilirsiniz. Hardy-Weinberg prensibinin önemi bir populasyonda evrimin gerçekleştiğini örneklerle kanıtlamasıdır. Yasa, belli koşullar altında allel frekanslarının sabit kalacağını ve burada evrimin gerçekleşmeyeceğini söyler. Bir populasyondaki allel frekanslarının değişmesi, bize dış faktörlerin onlara değişim yönünde etkili olduğunu söyler. Başka bir deyişle Hardy-Weinberg yasasının verilen bir durumda başarısız olması evrimin gerçekleşmekte farklılığın/sapmanın ölçüsüdür. olduğunun boyutu/miktarı, bir belirtisidir. evrimsel Hardy-Weinberg değişimin ne kadar hızlı tahmininden olduğunun 211 ADAPTASYONLAR 21-8 Adaptasyon Tipleri Adaptasyon, bir organizmanın belirli bir çevrede hayatta kalma ve üreme şansını pekiştiren kalıtımsal özelliklerden biridir. En iyi ve en kullanışlı kalıtım varyasyonunu seçen seçici güç de çevrenin kendisidir. Örneğin, bir bitki populasyonunda yapraklar üzerindeki kütin tabakasının miktarında genetik bir varyasyon olabilir. Bazı bitkiler oldukça fazla bir koruyucu tabaka ile kaplı iken diğerleri sadece ince bir tabakayla kaplıdır. Kütin su geçirmez ve bitkilerin kurumasını önler. Eğer iklim daha kurak olursa, daha kalın kütin tabakasına sahip bitkiler hayatlarını devam ettirip tohum üretebilirler ve diferansiyel çoğalma meydana gelir. Bu durumda kütin çevre tarafından "seçilmiş" bir adaptasyondur. Birçok generasyon sonra bu adaptasyonun allelleri gen havuzunda çoğalacaktır. Sonunda populasyonda sadece kalın kütin tabakası olan bitkiler kalacaktır. Yapısal adaptasyonlar organizmanın vücudunu/gövdesini/yapısını içerenlerdir. Kuşların ve böceklerin kanatları uçmak için yapısal adaptasyonlardır. Balıkların yüzgeçleri ve ördeklerin perdeli ayakları yüzme için kullanılan yapısal adaptasyonlardır. Geniş yüzeyli yapraklar fotosentez için bir adaptasyondur. Fiziksel adaptasyonlar organizmanın metabolizmasını içerir. Örümcekler tarafından yapılan protein ağı ve yılanlar tarafından üretilen zehir fiziksel adaptasyon örnekleridir. Diğer adaptasyonlar da belli davranış şekilleri içerirler. Elbette birçok adaptasyon değişik tipteki adaptasyonların bir kombinasyonudur. Örneğin, kuşların çiftleşme davranışları ve göç etmeleri, balıkların çok sayıda yumurta üretmeleri ve hayvanların kış uykusuna yatmaları birkaç adaptasyon tipini içerir. Birçok adaptasyon etkili korunma yöntemleri sağlar. Kamuflajda organizma çevreyle bütün gibidir. Dilbalıkları zemin türlerine karşı hemen hemen görünmez haldedir. Şeritli kaplanların çevrelerindeki çalıların gölgeleri arasında görülmeleri oldukça zordur. Uyarıcı renklenmede hayvanın rengi görünmesini gerçekten kolaylaştırır. Bu, belli böcekler için böcekler ve diğer düşmanlarının onları yemeyi hoş bulmadıklarından, avantajlı bir durumdur. Eğer küçük/yavru bir kuş bu böceklerden birini yerse, gelecekte bu türden kaçınmayı kolayca öğrenir. Kral kelebeği (Danaus plexippus) bu tip uyarıcı renklenmeye bir örnektir (Şekil 21-1). Mimikri'de organizma, ilişkili olmadığı başka bir türe benzemekle düşmanlarından korunur. Kuşlar viceroy kelebeği (Basilarchia archippus)’ni yiyebilirler fakat kral kelebeklerine benzediklerinden bunlardan kaçınırlar. Mimikrinin başka bir tipinde organizma çevrenin bazı bölümlerine benzer ve böylece düşmanlarının gözünden kaçar. 212 Şekil 21-1. Mimikri 21-9 Kendileşme ve Coğrafi Ayrılma Her bir tür dünyanın belli bir bölgesinde bulunur, buna o türün dağılımı denir. Bir türün özellikleri değişik dağılım alanlarında çoğunlukla farklıdır. Çevresel faktörlerdeki değişiklikler, farklı adaptasyon özelliklerine yol açan değişik seçici baskılar oluşturmuştur. Örneğin; Leopar kurbağasının, Rana pipiens, Kuzey Amerika'nın büyük bir kısmını kapsayan bir dağılımı vardır. Bu dağılım boyunca vücut ölçüsü, renklenme ve embriyonun geliştiği sıcaklık gibi özellikler yavaş yavaş değişiklik gösterir. Türler aslında değişik gen havuzlarına sahip ayrı populasyonlardan oluşurlar. Fakat yakın populasyonlar çiftleşebilir ve normal döl verebilirler. Bu nedenle bunlar aynı türün alttürü veya varyetesi olarak adlandırılırlar. Leopar kurbağaları yayılış alanının diğer tarafında özelliklerinde ve gen havuzunda en büyük farklılığı gösterirler. Hatta çok farklı bölgelerden olan kurbağalar başarılı bir şekilde çiftleşemezler. Bunlar hala aynı tür olarak adlandırılırlar, çünkü yayılış alanı boyunca yakın olan alttürlerde çiftleşme devam etmektedir. Fakat eğer bir populasyon komşusuyla çiftleşme kabiliyetini kaybedecek kadar farklılaşırsa yeni bir tür oluşur. Bir tür belli koşullar altında iki veya daha fazla türün oluşmasına sebebiyet verebilir. Bu şekilde yeni türlerin oluşmasına kendileşme (speciation) denir. 21-10 Kendileşme Tipleri İzolasyon. önemlilerinden Speciation biri içerisine izolasyondur. çeşitli İzolasyon, faktörler bir karışmasına türdeki iki rağmen, grubun en birbirleriyle çiftleşmelerini önleyen herhangi bir şeydir. Bir grup organizmayı izole etmek, ona ait gen havuzunu geride kalan türlerin gen havuzundan ayırma etkisi yapar. Genellikle kendileşmenin, birinci basamakta coğrafi izolasyon olan ve bunu üreme izolasyonunun izlediği iki basamaklı bir süreç olduğuna inanılmaktadır. 213 Coğrafi izolasyon. Bir populasyon dağ, çöl, nehir veya başka su kütleleri veya deprem sonrası toprak kaymaları gibi bazı doğal engellerle bölündüğünde meydana gelir. Sonuç olarak her iki grubun gen havuzları izole olur ve daha karışamazlar. Belli bir süre sonra her bir grup kendi özel çevresine adapte olur. Mutasyon, genetik rekombinasyon ve doğal selleksiyon süresince her iki grupta da farklı gen havuzları ortaya çıkacaktır. İzole edilmiş gruplar arasındaki farklılıklar yeterince büyük olduğunda, bir araya gelseler de birbirleriyle çiftleşemeyeceklerdir. Coğrafi izolasyonun yerini üreme izolasyonu almıştır. Üreme izolasyonu. Birkaç mekanizma tarafından oluşturulabilir. İki grup arasında kur yapma davranışlarında, çiftleşme zamanında veya cinsel organların yapısında farklılıklar oluşabilir. Bu değişiklikler çiftleşmenin gerçekleşmesini olanaksızlaştırır. Diğer değişiklikler çiftleşme sonrası olayları etkilerler ve spermin yumurtaları dölleyememesini, gelişmenin ilk zamanlarında embryonun ölmesini veya verimsiz olan döllerin gelişmesini gerçekleştirirler. Birçok biyologa göre, eğer iki grup organizma aralarında başarılı bir şekilde üreyemezse, bunlar iki ayrı tür olarak düşünülebilir. Coğrafi Abert izolasyon sincabında ve üreme gerçekleştiğine izolasyonuyla inanılır. speciationun Kaibab sincabı, Kaibab Great sincabı ve Kanyon’un kuzey tarafında, Abert sincabı ise güney tarafında yaşar. Bu iki sincabın ortak bir atadan geldiğine inanılır. Great Kanyon, alana yerleşen ata populasyonu coğrafik bir engel olarak bölmüştür. Uzun bir coğrafik izolasyondan sonra Kaibab ve Abert sincapları ortaya çıkmıştır. Bu iki sincap görüntü olarak benzerdir, fakat ayrı türlerdir çünkü birbirleriyle çiftleşemezler. Poliploidi. Anormal mayoz veya mitoz poliploidi ile sonuçlandığında kuram ani olarak da meydana gelebilir. Poliploidler normalden fazla sayıda, örneğim; 3n, 4n veya daha fazla kromozom içeren, genellikle bitki olan organizmalardır. Döl sadece kendi içerisinde çoğaldığında, bunlar yeni tür olarak düşünülürler. Uyumsal yayılma. Ata türlerin değişik habitatlarda bulunan, farklı türler içerisinde ortaya çıkması sürecine uyumsal yayılma denir. Organizmaların değişik çevrelere yayılmasına yeni yaşam şekillerine adapte olucu değişiklikler de eşlik eder. Örneğin, bir ata tür değişik ortamlara göç etmiş- yayılmış olabilir. Eğer nesli devam ettiren bireyler başarılı ise izolasyon, genetik varyasyon ve doğal seleksiyon boyunca yeni çevrelerine uyum sağlayıcı adaptasyonlar geliştireceklerdir. Birçok generasyon sonra her birinin belli adapte olucu özellikleri olan birkaç yeni tür ortaya çıkacaktır. Fakat ortak ataları, kendilerinde ortak olan özelliklerle belirlenir. Darwin’in ispinozları adapte olucu yayılmaya bir örnektir. Bu örnekte ispinozun ataları Galapagos Adaları’ndan gelmişler ve çeşitli habitatlara ve yaşam şekillerine yayılmışlardır. İlk yayılma yerde ve ağaçta yaşamı içeriyordu. Daha sonraki yayılma yiyecek temeline göreydi: bazı ispinozlar yerde yaşadı ve değişik boyuttaki tohumlarla beslendi; bazıları ormanda yaşayıp ağaçlardaki böceklerle beslendi; diğerleri çoğunlukla kaktüs ve 214 dikenlerle ve bir tür de alçak boylu çalılıklarda yaşayıp, böceklerle beslendi. Diğer kuşlarla rekabet etmeksizin, ispinozlar, var olan değişik tipteki çevre şartlarına yavaş yavaş yayılmış ve adapte olmuşlardır. Avustralya’daki keseli memeliler adapte olucu yayılma sonucu ortaya çıkmıştır çünkü onlarla yiyecek ve yaşam alanı için mücadele eden başka plesantalı memeli yoktu. Plesentalı memelilerin geliştiği dünyadaki diğer kara kütlelerinde, keseli hayvanların nesli neredeyse tükenmişti. Plesentalı memeliler doğal seleksiyonla dominant hale geldiler ve adapte olucu yayılmalarla da çeşitlilik kazandılar. Yöneltici evrim. Coğrafik izolasyonun bir sonucu da birbiriyle yakın ilişkisi olmayan organizmalar birbirine yakın adaptasyonlar geliştirebilir ve birbirlerine benzer hale gelebilirler. Kurda (Tazmanya kurdu) benzeyen keseli hayvanlar ve ayıya (koala) benzeyenler vardır. Bu benzerlik sadece “deri kalınlığı” kadardır. Onlar, benzer yapısal adaptasyonların doğal seleksiyonuna yol açan, benzer çevredeki benzer ihtiyaçlardan ortaya çıkmıştır. Birbiriyle ilişkisi olmayan türlerin birbirine benzemesine neden olan doğal selleksiyona yöneltici evrim denir. GÖZLEMLENEN DOĞAL SELEKSİYON 21-11 Endüstriyel Melanizm Doğal selleksiyonun, bir populasyonda değişiklik meydana getirmesi için binlerce yıl alabilir. Fakat son yıllardaki çok iyi bazı doğal selleksiyon örnekleri, bilim adamlarına evrimi çalışma olanağı vermiştir. Benekli güve, Biston betularia, İngiltere’de ağaçlık alanlarda bulunur. Benekli güvelerin çoğu 1850’lerden önce açık renkliydi. Melanin olarak adlandırılan pigmenti içeren siyah renkli güveler çok nadirdi. İngiltere, 1850’den 1900’e kadar çok yoğun şekilde endüstrileşti. Endüstrinin daha yoğun olduğu yerlerde, yoğun duman ağaç gövdelerini koyulaştırdı ve üzerlerinde yetişen likenleri de öldürdü. Bu bölgelerde 1890’lardan itibaren benekli güvelerin çok azının renginin açık olmasıyla birlikte, %99’unun rengi siyahtı. İngiltere’nin güney kesimlerindeki endüstrileşmemiş, daha temiz alanlarda açık renkli güveler predominanttı. Güvelerin seleksiyonda kontrol açık bulunabilir. edilir. mutasyondur. İngiltere renginin Koyu benekli renkten Güvenin renk, endüstrileşmeden açık sabit güveleri önce koyu gün açık renge veya düşük ışığında renkli değişmesinin koyu bir renkli olması frekansta ağaç genetik meydana gövdeleri güveler, açıklaması ağacın üzerinde gövdesini doğal olarak gelen bir dinlenirler. kaplayan likenlerle kamufle oluyordu. Bu kamuflajın sonucu olarak ta benekli güveler ile beslenen kuşlar açık renkli benekli güveleri kolayca bulamıyorlardı. Koyu renkli güveler elbette kolayca görülüyor ve yeniliyorlardı. Bu durumda açık renkli güvelerin üreme avantajları 215 vardı. Ne zaman ki duman ve kurum likenleri öldürdü ve ağaçları siyahlaştırdı, açık renkli güveler koyu renkli gövdeler üzerinde daha kolay görüldü ve kuşlara yem oldular. Şimdi koyu renkli güvelerin belirgin avantajı vardır. Koyulaşan ağaçlar onlara iyi kamuflaj olanağı sağlar. Doğal seleksiyon süresince koyu renkli güveler açık renkli güvelere göre daha çok hayatta kalmış ve daha çok çoğalmıştır. 1850’den 1900’e kadar 50 generasyonluk benekli güvede, koyu renk, populasyonda daha sıklıkla görülen renk olmuştur. İngiltere’de 1950’lerde yukarıdaki test etmek için deneyler yapılmıştır. Açık ve koyu renkli benekli güveler, kirli bir endüstriyel alana ve kirli olmayan endüstrileşmemiş bir alana bırakılmıştır. Ağaçların kurumla siyahlaştığı kirli alanda, açık renkli güveler koyu renklilerden daha fazla yenilmiştir. Kirlilik olmayan alanda ise kuşlar, daha çok koyu renkli güveleri yemiştir. Benekli güvelerde renk değiştirme konusundaki bu araştırma göstermiştir ki bir tür belli bir zaman periyodu içerisinde bir formdan diğer bir forma yavaş yavaş değişebilir. Evrim sürecinin iki detayı açıkça gösterilmiştir. Biri populasyondaki çeşitliliktir. Açık renk ve koyu renk allellerinin her ikisi de gen havuzunda bulunur. Gösterilen ikinci detay ise bir renk özelliğinin seçilmesinde değişen çevrenin etkisidir. Bu özellik, doğada güvenin, korunan çevreye en iyi uyum göstereceği özelliktir. Endüstriyel melanizm adı, endüstriyel hava kirliliğine maruz kalan bir populasyonda koyu renkli organizmaların gelişmesi için kullanılır. Amerika Birleşik Devletleri’nde birçok büyük şehir civarındaki böcekler, kirlilik olmayan kırsal bölgelerdekilere göre daha koyu renktedirler. İngiltere’de 1950’lerden itibaren yapılan hava kirliliği kontrolü, açık renkli benekli güvelerin sayısında meydana gelen artışla sonuçlanmıştır. 21-12 Antibiyotiklere Karşı Bakteri Direnci Antibiyotikler genellikle bakterileri öldürürler. Fakat antibiyotiklerin kullanımı yaygınlaşınca bakteri türünün direnç göstermeye başlar. Bundan sonra antibiyotikler o türleri öldürmede etkili olmayacaktır. Bilim adamları antibiyotiklere karşı bu dayanıklılığın nasıl geliştiğini bilmek istemiştir. Bir olasılık, bir antibiyotiğe maruz kalan belli bakteri hücrelerinin buna karşı direnç geliştirmesidir. Bu, bir bireyin bir hastalıktan kurtulduktan sonra o hastalığa karşı bağışıklık kazanmasıyla benzer olabilir. Bir başka olasılık ise, büyük bir bakteri populasyonunda her zaman antibiyotiklere direnç gösteren birkaç tür olması olasılığıdır. Antibiyotik içeren bir çevrede sadece dirençli bireyler büyür ve çoğalırlar. Doğal selleksiyonla dirençle birlikte bağışıklık yaygın tip olur. Esther ve Joshua Lederberg, 1950’lerin başında ikinci açıklamanın, doğal selleksiyonun doğru olduğunu gösteren bir seri deneyler yapmıştır. Lederberg’ler yaygın bir bağırsak bakterisi olan ve normalde antibiyotik streptomisin tarafından öldürülen Escherichia coli ile çalışmıştır. Çalışmalarının ilk basamağında bakteriden kültür alıp, petri kabında agar 216 besi ortamının üzerine çok ince bir şekilde yaymışlardır. Bu, kültürü bakteri bireylerine bölme etkisi yapmıştır. Daha sonra her bir birey agar üzerinde katlanarak, ayrı bir koloni kurmuştur. Her bir kolonide, bütün hücreler tek bir orijinal hücreden geliştikleri için genetik olarak benzerler. Lederberg’ler hücrelerin streptomisine karşı direncini araştırdılar. Her bir koloniyi ayrı ayrı kullanarak araştırmak bütün fazla zaman kolonilerden bir alacaktı. Bunun yerine defada bakteri aldılar. kadifemsi Daha bir kumaş sonra kumaş streptomisin içeren ikinci bir agar kabına dokunduruldu ve böylece tüm kolonilerden bakteriler ikinci oluşturmadı; agara aktarıldı. streptomisinli Genellikle ortamda hayatta aktarılan kalıp, bakterilerden hiçbiri koloni katlanamadılar. Fakat bazen streptomisin kabında bir koloni gelişmiştir. Bu gerçekleştiği zaman Lederberg’ler, aktarılan hücrelerin hangi orijinal koloniden geldiğini biliyorlardı. Bunu biliyorlardı çünkü kadife kumaş bakterileri yeni agar üzerinde, alındıkları agarla yaklaşık aynı yere yerleştiriyordu. Daha sonra orijinal koloninin streptomisine karşı direncinin test edilmesi basit bir olaydı. Bu test gerçekleştirildiğinde, orijinal kolonideki tüm hücrelerin dirençli olduğu bulunmuştur. Bu hücrelerin daha önce streptomisine hiç maruz kalmadığını unutmayın. Bunların direnci, zaten sahip oldukları genetik bir özelliktir. Lederberg’ler orginal populasyonda, birkaç bakterinin streptomisine karşı dirençli oldukları sonucuna varmıştır. Çevrelerinde hiç antibiyotik olmadığı sürece bu hücrelerin avantajı veya dezavantajı yoktur. Fakat çevre antibiyotik içerecek şekilde değiştiğinde, normal tipteki hücreler ölürken, dirençli türler hayatta kalma ve katlanma avantajına sahiptir. Populasyon %100 streptomisine karşı dirençli olur. 21-13 DDT’ye Karşı Böcek Direnci DDT ilk tanıtıldığında, sivrisinekler gibi ciddi zararlıları da içeren, çok etkili bir böcek yok edicisiydi. Fakat anlaşılan çeşitli böcek populasyonlarında az miktarda böcek DDT’ye karşı doğal bir dirence sahipti. Populasyondaki DDT’ye duyarlı türler öldüğünde DDT’ye dirençli türler kendilerindeki DDT’ye karşı doğal direnci döllerine geçirerek, hızla katlandı. En sonunda birçok böcek populasyonu DDT’ye karşı tamamen dirençli oldu. DDT böceklerin direncine yol açmadı. DDT daha çok dirençli türlerin seçilmesinde çevresel bir etken olarak rol oynamıştır. 217 YAŞAMIN ORİJİNİ HAKKINDA ESKİ GÖRÜŞLER İlk gözlemler. Binlerce yıldır, yaşayan organizmaların kendiliğinden, cansız maddelerden birkaç gün veya haftada kendiliğinden ortaya çıktığına inanılmıştır. Bu düşünce kendiliğinden döl veya abiogenesis teorisidir. Kendiliğinden döl inanışı yaygın gözlemlere dayanmamıştır. Eski Mısırlılar, Nil Nehrinin çamurları içinden gelen kurbağa ve yılanları görerek, bu hayvanların çamurdan meydana geldiği sonucuna varmışlardır. Yunan filozof Aristotle, hayattan bir “aktif prensibin” sorumlu olduğuna inandı. Bu aktif prensibin çamurda olduğu düşünüldü. Böylece hayvanlar için nehirlerin çamurundan meydana gelmek mümkündü. Başka yaygın inanışlara göre ise pire ve kıl bitleri terden, fareler çöpten, sinekler çürümekte olan etten ve yılanlar ve solucanlar da sudaki at kıllarından meydana gelmişti. Fareler için bir tertip. Belçikalı fizikçi Jan Baptista van Helmont, 1600’lerin başında Kendiliğinden dölü destekleyeceği düşünülen bir deney yaptı. Buğday tanelerini terli bir gömlek üzerine yerleştirdi. 21 gün sonra buğdaylar gitmişti ve fareler vardı. Van Helmont insan terinin buğday tanelerinin fareye dönüşmesinde aktif prensip olduğu sonucunu çıkardı. Bu, kontrol edilmeyen bir deney olmasına rağmen, deneysel “ispatı” kendi dönemindeki bilim adamları tarafında geniş kabul görmüştür. Sinek larvaları nereden geliyor. İtalyan fizikçi Francesco Redi, 1600’lerin ortalarında kendiliğinden döl fikrine karşı ilk rüzgarı estirdi. Et havayla temas halinde bırakıldığında üzerinde kurtçuklar oluştuğu yaygın olarak gözlenmiştir. Kurtçuklar sineklerin larvalarıdır, fakat şekilleri ve hareket tarzları nedeniyle bir çeşit oldukları düşünülmüştür. O zamanlarda kurtçukların çürümekte olan etten kendiliğinden dölle geliştiklerine oldukça geniş ölçüde inanıldı. Redi’nin bu yaygın görüş hakkında şüpheleri vardı ve bu konuyu bilimsel bir teste tabi tutmaya karar verdi. Sonuçlarını belirtirken şunları yazdı: Oluyor... ölü bir bedenin çürümesi veya çürüyen herhangi bir maddenin solucanların oluşmasını sağladığı konusundaki yaygın kanı ve bu konudaki gerçeği bulmaya istekli olduğumdan aşağıdaki deneyi yaptım. Redi’nin deneyi konusundaki raporu bilimsel yöntemin kusursuz bir örneğidir. Bir dizi dikkatli gözlemle başlamıştır. Gözlemlerinin temelinde belirli hipotezler kurmuştur. Daha sonra hipotezlerini kontrollü deneyleri ile test etmiştir. Aşağıdakiler Redi’nin araştırmalarının kısa bir özetidir. Açık kaplara birçok çeşit et koyarak başladı ve sonunda etlerin üzerinde kurtçuklar oluştuğunu gözlemledi. Kurtçukların eti tükettiğini gözlemledi ve et bitmesine rağmen onları izlemeye devam etti. Kurtçukların pupa olduklarını ve daha sonra çeşitli türlerde sineklerin geliştiğini keşfetti. Redi kurtçukların sinek olduğunu fark eden ilk 218 kişiydi. Gözlemleri Redi’nin sineklerin her zaman çürümekte olan et çevresinde olduğunu hatırlamasına neden oldu. Bunu herkes biliyordu elbette, fakat hiç kimse bu gözlemi kurtçuklarla ilişkilendirmemişti. Redi, kurtçukların, sinekler tarafından et üzerine konulan yumurtalardan geliştiği şeklinde bir hipotez kurdu. Daha sonra hipotezini test etti. Açık kavanozlara biraz et koydu ve diğer et örneklerini de sıkıca kapatılmış kavanozlara yerleştirdi. Bu kontrollü bir deneydi: tek değişken kavanozun açık veya kapalı olmasıydı. Redi açık kavanozlara sineklerin girdiğini ve et üzerinde kurtçukların belirdiğini gözlemledi. Kapalı kaplardaki kavanozlarda ise et üzerinde kurtçuklar görülmedi. Bu deney sadece, kurtçukların gelişmesi için etin havayla temasta olması gerektiğini ispatlamıştır. Kurtçukların kaynağının sinekler olduğunu ispatlamamıştır. O dönemde birçok bilim adamı kendiliğinden döl için taze havanın önemli olduğunu ve Redi’nin kavanozları sıkıca kapayarak, taze hava ihtiyacını engellediğini iddia etmişlerdir. Bu nedenle Redi, kapları ince bir tülle kapayarak başka bir dizi deney yapmıştır. Tül kap içerisine serbest hava akışını sağlamıştır, fakat sineklerin girmesini önlemiştir. Redi sinekleri zaman zaman tül üzerine konarak ete ulaşmaya çalıştıklarını gözlemlemiştir. Sinekler tül üzerine de yumurta koymuştur ki bunlar kurtçuk olmuşlardır. Fakat kavanozlar içerisinde hiç kurtçuk görülmemiştir. Redi sonuç olarak, kurtçukların çürümekte olan etten kendiliğinden gelişmediklerini, konulan yumurtalardan geliştiklerini göstermiştir. Bilim adamları, onun sonucunu kabul etmişlerdir. Ancakt mikroorganizmaların keşfiyle birlikte kendiliğinden döl ile ilgili tüm sorular yeniden gündeme gelmiştir. Mikroorganizmaların kendiliğinden dölü. Redi’nin deneylerini yaptığı dönemde, Anton van Leeuwenhoek basit bir mikroskop yapmış ve altına koyabildiği her şeyi inceliyordu. 1677’de bir su damlasındaki canlılar hakkındaki şaşırtıcı buluşunu yapmıştır. İçerisinde hayat olmayan saman veya toprak suya yerleştirildiğinde, birkaç saat sonra milyonlarca mikroorganizmanın görüleceği bulunmuştur. Burada kesinlikle kendiliğinden döl vardı! Birçok bilim adamı daha büyük hayvanların cansız bir maddeden oluşamayacağı halde mikroskobik olanların oluşabileceği sonucuna varmışlardır. Redi’nin hemen hemen ortadan kaldırdığı tartışmalar yeniden alevlendi ve sonraki 200 yıl boyunca devam etti. Kaynamış çorba tartışması. İngiliz bilim adamı John Needham, 1745’te mikroorganizmaların spontane generasyonu ile ilgili düşünceyi güçlendirecek bazı deneyler yaptı. Dar boyunlu küçük şişelerde tavuk, kuzu etlerini ve tahıl tanelerini et suyunda mikroorganizmalar ölünceye kadar birkaç dakika kaynattı. Daha sonra şişeleri kapattı. Birkaç gün sonra şişeleri açtı ve inceledi ve mikroorganizmalarla 219 kaynadığını gördü. Deneyi birkaç defa tekrarladı ve her zaman aynı sonucu elde etti. Needham ve diğer biyologlar mikroorganizmaların spontane generasyonla geliştiği sonucuna vardılar. Kaynama zamanı farkı yaratır. Needham deneyini yaptıktan 20 yıl sonra, İtalyan bilim adamı Lorenzo Spallanzani mikroorganizmaların kendiliğinden dölü olgusunun doğruluğunu sorguladı. Needham gibi dar boyunlu küçük şişelerde tavuk, kuzu etlerini ve tahıl tanelerini suyunu hazırladı. Fakat şişelerin içindekileri çok daha uzun süre kaynattı. Şişelerde yaşayan hiçbir organizma görülmedi. Spallanzani, Needham’ın şişeleri içinde bulunan organizmaların ölmesine yetecek kadar uzun süre kaynatmadığını iddia etti. Needham, Spallanzani’nin şişeleri o kadar uzun süre kaynatarak, havada bulunan ve yeni organizmaları generasyona katan “yaşamsal prensibi” ortadan kaldırdığını söyledi. Tartışma yaklaşık 100 yıl daha devam etti. Kendiliğinden dölün çürütülmesi. Fransız kimyacı Louis Pasteur, 1860’ta kendiliğinden döl teorisini çürüttü. Deneyinde, Spallanzani’nin deneyindeki- kaynama spontane generasyon için gerekli “güç”ü yok etti ve süreçte taze havaya ihtiyaç vardır gibi şikayetleri de dikkate aldı. Pasteur mikroorganizmaların ve sporlarının havada bulunduğunu ve besi et suyuna girdiklerinde aktifleşip, çoğaldıklarını düşündü. Et suyu içerisinde sadece hava bulunmasının mikroorganizma üretemeyeceğini iddia etti. Bu teoriyi test etmek için Pasteur dar boyunlu küçük şişeleri besi et suyu ile doldurdu ve daha sonra şişelerin boyunlarını ısıtıp, ucunu açık bırakarak S şekline getirdi. Daha sonra şişelerin içeriği kaynatılarak sterilize edildi. Taze hava et suyuna ulaşabiliyordu fakat mikroorganizmalar ve sporları şişenin boyunlarında kaldı. Şişeye dokunulmadıkça içerikleri steril kalır. Şişe ne zaman ki yana yatırılır, biraz et suyu boyna doğru gider ve mikroorganizmalar bulaşır ve şişe içerisinde mikroorganizmalar gelişir. Sonunda Pasteur’ün deneyi spontane generasyon düşüncesine son noktayı koymuştur. YAŞAMIN ORİJİNİ İÇİN YENİ VARSAYIMLAR 21-14 Hetetrof Hipotezi Bir çok bilim adamının inandığı gibi, şimdi eğer canlı organizmalar başka bir canlı organizmadan geliyorsa, dünya üzerindeki ilk canlılar nasıl ortaya çıktı? Hayatın orijini ile ilgili en geniş ölçüde kabul gören teori hetetrof hipotezi’ dir. Bu teori bir grup bilim adamı tarafından 1920 ve 1930’larda formüle edilmiştir. Hetetrof hipotezinin gelişmesinde en çok itimat eden Rusyalı biyokimyacı A. I. Oparin’dir. Dünyadaki ilkel koşullar. Hetetrof hipotezi, milyarlarca yıl önce, dünya üzerindeki fiziksel ve kimyasal koşulların modern dünyadakinden farklı olduğunu farz eder. Örneğin, 220 dünya atmosferi şimdi bütünüyle nitrojen (N2), oksijen (O2) ve az miktarda (CO2) içerir. Kimyacılar ve jeologlar dünyanın ilkel atmosferinin hidrojen (H 2), su buharı (H2O), amonyak (NH3) ve metan (CH4) içerdiği sonucuna vardılar. Ayrıca dünya üzerindeki sıcaklığın şimdikinden çok daha fazla olduğu düşünüldü. Okyanuslar ilk oluştuğunda sıcaklıkları büyük olasılıkla suyun kaynama noktasından çok aşağıda değildi. Bu dönemdeki içerisinde kimyasal reaksiyonların, şimdiki daha serin sulardan daha hızlı gerçekleştiği okyanuslar, “sıcak, sulu çorba” olarak tanımlanmıştır. Organik bileşiklerin doğal sentezi. Açıklanan ilkel koşullarda atmosferdeki basit bileşikler ve okyanuslarda çözünmüş haldeki bileşikler daha karmaşık organik bileşikleri oluşturmak üzere tepkimeye girmiş olabilirler. İşlenmemiş inorganik maddelerden organik bileşiklerin sentezi enerji gerektirir. İlkel dünya üzerinde birçok enerji kaynağı olduğu düşünülmüştür. Dünya tarafından verilen sıcaklık; yer kabuğundaki radyoaktif elementlerin bozunmasından kaynaklanan radyasyon; şimşeklerden kaynaklanan elektrik enerjisi; güneşten gelen ultraviyole ışık, görünür ışık ve X ışınları vardı. Bu koşullarda yıkılma ve kimyasal bağların oluşması için yeterli enerji sağlanılabilirdi. İlk nükleotidler, amino asitler ve şekerler bu periyot süresince oluşmuştur. Bu hipotezi destekleyen deney sonuçları vardır. Chicago Üniversitesi’nden mezun Stanley Miller, 1953’te, ilkel dünyada olduğu düşünülen koşulları simule ederek bir deney hazırladı. Özel olarak hazırladığı deney mekanizması hidrojen, su buharı, amonyak ve metan olmak üzere dört gazı içeriyordu. Mekanizmadaki kaynayan su, bu gazların kıvılcım saçan elektrotlar arasından geçerek dolaşmasını sağlar. Miller deneyi bir hafta boyunca sürdürdü. Bu süre sonunda cihaz içeriğini analiz etti ve üre, çeşitli amino asitler, hidrojen siyanür ve laktik ve asetik asit gibi organik asitler içerdiğini buldu. Bu deney açıkça göstermiştir ki amino asit içeren organik maddeler ilkel dünya koşulları olarak düşünülen doğal şartlarda üretilmiş olabilir. Amerikalı biyokimyacı Sidney Fox’un çalışmaları amino asitler verildiğinde proteinlerin biyolojik olmayan bir süreçle de oluşturulabildiğini göstermiştir. Fox amino asit karışımını, değişik uzunluktaki sürelerde, 100 0 C’nin üstünde ısıtmıştır. Sonuç bileşiklerin analiz edilmesi proteinlerin varlığını ortaya çıkarmıştır. Organik bileşik agregatları. Oparin’in hetetrof hipotezi, protein komplekslerinin, hayatın bazı özelliklerine sahip olan cansız yapılara dönüşebileceğini belirtir. Oparin prehistorik (tarih öncesi) okyanuslardaki protein benzeri maddelerin, agregatlar veya kümeler halinde büyük moleküller oluşturmuş olabileceğini ileri sürmüştür. Bu agregatları coacervates olarak adlandırmıştır. Bu kompleks yapılar su molekülleri ile bir çeşit sınırlayıcı ince zar oluşturarak “kabuk” gibi sarılmıştır. Sınırlayıcı ince zarın gelişmesi yapı içerisindeki maddelerin, dış çevreden kimyasal olarak farklı olmasını kolaylaştırmıştır. Ayrıca çeşitli tipteki moleküllerin daha yakın durmasını sağlar, böylece kimyasal reaksiyonlar daha hızlı gerçekleşir. Coacervates laboratuarda proteinlerden ve diğer organik moleküllerden oluşturulmuştur. 221 Büyüme ve çoğalma. Oparin coacervates içerisinde birçok kimyasal reaksiyon olduğuna inanıyordu. Coacervates karmaşıklaştıkça, çevreden absorbe edilen çeşitli tiplerdeki organik (besi) moleküllerinden biyokimyasal sistem geliştirerek enerji salarlar. Coacervates çevreden materyal absorbe ederek hacim olarak büyürler. Sonunda ikiye bölünürler her bir parça yeniden büyür. Böyle yapılar ilkel canlılardı. Oparin bunları hetetroflar olarak adlandırdı çünkü besinlerini çevreden sağlıyorlardı. Anaerobik solunum. İlkel dünya atmosferinde hiç serbest oksijen bulunmadığından, ilk organizmaların enerji salınımları için bazı fermantasyon formları taşıdığı düşünülmüştür. Bu süreç karbon dioksitin okyanuslara ve atmosfere salınmasıyla sonuçlanmıştır. Hetetrofların sayısı arttıkça çevredeki ulaşılabilir besinler azalmıştır. Böylece mevcut hetetroflar arasında rekabet başlamıştır. Değişik veya daha kompleks besinleri kullanım imkanı sağlayan biyokimyasal mekanizması olan organizmaların diğer hetetroflara karşı belirgin avantajı olmuştur. Bu yolla daha kompleks biyokimyasal sistemleri içeren organizmalar yavaş yavaş gelişmiştir. Fotosentez ve aerobik solunum. Sonunda organizmalar, ATP’nin sentezi için direk güneş ışığını kullanabilecek şekilde geliştiler. Bunlar ilk fotosentez yapan organizmalardır. Bu organizmalarda ATP’nin sentezi için kullanılan ışık enerjisi, karbonhidratların sentezi için kullanılan karbon dioksit ve suyun reaksiyonuyla birleşmiştir. Bu fotosentez yapan otoroflar daha sonra atmosfere oksijen ekleyerek çevreyi değiştirmişlerdir. Oksijenin varlığı aerobik solunum kapasitesine sahip organizmaların gelişmesine yol açtı. Aerobik solunum besinlerden enerji sağlanmasında fermantasyondan daha etkilidir, böylece aerobik solunum yapan organizmalar dominant hale gelmiştir. Sonunda canlı organizmaların aktiviteleri dünyayı o kadar çok değiştirdi ki, orijinal olarak hayatın / yaşamın gelişmesine yol açan koşullar yok edilmiştir. MONERALAR, 22 PROTİSTLER VE VİRÜSLER MONERA ALEMİ Moneranlar, Monera alemi ve protistler, Protista alemi, kesin olarak ne hayvan ne de bitki olarak sınıflandırılabilecek organizmalar içerir. Virüsler daha da problemli bir gruptur. Biyologlar canı organizmalar sayılıp sayılmayacaklarına bile henüz karar verebilmiş değillerdir. Virüslerin, canlı organizmaların gelişimi yönünden ilişkilerinin ne olduğu da açık değildir. Virüslerin canlı hücrelerden önce mi, yoksa sonra mi ortaya çıktıkları belirsiz bir sorudur. O nedenle virüsler, canlıların sınıflandırma sistemlerinin dışında bir grup olarak incelenmektedirler. 22-1 Prokaryotik Hücreler Monera alemi sadece iki organizma çeşidi-mavi-yeşil algler ve bakterileri içerir. Moneran hücrelerin temel özelliği ve diğer bütün organizmaların hücrelerinden onları ayıran şey, zarla çevrili, ayrı bir çekirdeklerinin olmamasıdır. Bu tür çekirdekleri olmayan hücrelere prokaryotik denir. Bu nedenle moneranlara prokaryotlar denir. Zarla çevrili çekirdekler içeren hücrelere ökaryotik denir. Moneran hücreler, ökaryotik hücrelerde çoğunlukla bulunan zarla çevrili diğer organellerden de yoksundurlar. Mitokondriyumları, endoplazmik retikulumları, Golgi yapıları, lizozomları ya da kloroplastları da yoktur. Ribozomlar içerirler, ancak bunlar ökaryotik hücrelerin ribozomlarından küçüktürler. Ayrı bir çekirdekleri olmamakla, prokaryotik hücreler DNA içerirler. DNA çoğunlukla sitoplazmanın bir bölgesinde yoğunlaşır ve ökaryotların DNA’sı ile ilişkili, histonlar denilen proteinlerle karmaşıklaşmamışlardır. Ökaryotik hücrelerin organellerinin içinde ya da üzerinde meydana gelen enzim kontrollü bilinen tepkimelerden bazıları prokaryotların hücre zarlarının iç yüzeyinde meydana gelir. Çoğunlukla, hücre zarı sitoplazmanın içine kıvrılır. Mavi-yeşil alglerde ve fotosentetik bakterilerde, hücre zarı kıvrımları sitoplazmayı doldurabilir. Bu kıvrımlar fotosentetik pigmentleri taşırlar. Prokaryotlar ve ökaryotlar diğer yönlerden farklıdırlar. Prokaryotların hücre duvarları vardır, fakat bu duvarlar bitki hücre çeperleri ile aynı kimyasal bileşime sahip değildir. Prokaryotların kamçıları, ökaryotik hücrelerin kamçılarında bulunan 9+2 mikrotübül 223 düzenlemesi içermezler. Bunun yerine, bir ipin iplikçiklerine benzer, birbirlerinin etrafına bükülmüş protein bağcıklardan ibarettirler. 22-2 Mavi-Yeşil Algler Mavi-yeşil algler, Cyanophyta şubesi, oksijen üreten fotosentetik organizmaların en basitleridir. Bu şubenin üyeleri mavi bir pigment, phycocyanin ve yeşil pigment klorofil içerir. Türlerin yaklaşık yarısı gerçekten mavi-yeşil renktedir. Diğer türler, onları kırmızı, sarı, kahverengi, siyah ya da yeşil yapan bazı ek pigmentler içerirler. Mavi-yeşil algler hem tatlı hem de tuzlu suda, aynı zamanda toprakta ve kayaların üzerinde bulunurlar. Birkaç tür, çok az diğer organizmanın yaşabildiği doğal sıcak kaynak sularında yaşar. Diğer türler buzlu arktik sularda bulunur. Kızıl Deniz, adını, kırmızı renkli mavi-yeşil alglerin dev populasyonlarının ara sıra ortaya çıkmasından almaktadır. Zengin organik madde miktarı içeren havuz ve göller mavi-yeşil alglerin büyük populasyonlarını geliştirirler. Bu algler kirli sularda iyi geliştiklerinden, çoğunlukla organik kirleticilerin varlığının bir belirtecidirler. Mavi-yeşil alg hücrelerinin sitoplazmaları çoğunlukla protein ve karbonhidratlarla dolu birikmiş granüller içerirler. Karbonhidratlar, hayvan hücrelerinin glikojeni ile benzer bileşik olan polyglucan olarak depolanır. Mavi-yeşil alglerin hücreleri, pek çok bitkinin karakteristik büyük, sıvı dolu kofullarını içermezler. Kamçıları da yoktur. Karmaşık bir polisakkaritle kuvvetlendirilen hücre duvarları ökaryotik hücrelerde bulunmaz. Hücre duvarlarının dışı çoğunlukla peltemsi koruyucu bir katman ya da parıltılı kın ile çevrilidir. Mavi yeşil alglerin birkaç türü tek hücreler olarak bulunur, ancak çoğu tabakalar, düzensiz kümler ya da iplik uzantıları şeklinde koloniler oluşturur. Bazı maviyeşil algler, likenler olarak bilinen karışık organizmaları oluşturmak için mantarlarla birlikte yaşar. Filamentli mavi-yeşil algler atmosferden azot alırlar. Filamentlerin içinde, heterocystler denilen kalın çeperli, renksiz hücreler vardır. Araştırmalar, bu organizma tarafından atmosferik azotun kullanılabilir bir forma dönüştürülmesinin bu hücrelerde meydana geldiğini göstermektedir. Mavi-yeşil alglerin atmosferik azot bağlama yetenekleri, belirli toprakların verimliliğinin sürdürülmesinde önemli rol oynar. Örneğin, mavi-yeşil alg, yapay gübre gereksinimini azaltarak azot kaynağı ile zengin ürünler sağlar. Mavi-yeşil alglerde, ikiye bölünme ile meydana gelen üreme değişmez olarak eşeysizdir. Filament ya da koloniler geliştikçe, daha küçük parçalara, çoğunlukla heterocystlere bölünürler. Her bir parça yeni bir koloniye gelişir. Bazı mavi-yeşil algler yıpratıcı koşullara dayandıran sporlar geliştirirler. 22-3 Bakteriler Bakteriler, Schizomycetes şubesi, mavi-yeşil algler gibi, prokaryotturlar, hücreleri bir zarla çevrili ayrı bir çekirdek içermez ve mitokondriyum, Golgi yapıları, endoplazmik 224 retikulum ya da lizozomları yoktur. Ribozomlar içerirler. Kalıtsal materyal, DNA, dairesel bir molekül şeklinde, sitoplazmada bulunur. Bakteriler hemen her yerde, tatlı ve tuzlu sularda, toprakta, havada ve hayvan ve bitkilerin içinde ve üzerlerinde bulunur. Mavi-yeşil alg hücreleri gibi, bakteri hücreleri, bireysel bitki ve hayvan hücrelerinden çok küçüktürler. Gerçekten, bilinen en küçük canlı hücreler içinde yer alırlar. Yaklaşık 2000 farklı bakteri çeşidi tanımlanmıştır. Bakteri çeşitleri. Bakteriler şekillerine göre üç büyük gruba ayrılırlar (Şekil 22-1). Küresel bir bakteriye coccus, çubuk şeklinde bir bakteriye bacillus, sarmal ya da kangal şeklindeki bir bakteriye spirillum denir. Bazı türlerde, hüre bölünmesinden sonra kardeş hücreler ayrılmadığında, bakteri zincir ya da kümeleri oluşur. Cocci bağımsız hücreler (nionococci), çiftler (diplococci), zincirler (streptococci) ve üzüm salkımları şeklinde (staphylococci) bulunur. Bacilli de bağımsız hücreler, çiftler (diplobacilli) ve zincirler (streptobacilli) şeklinde bulunur. Spirilla sadece bağımsız hücreler olarak bulunur. Mycoplasma cocci kamçı ribozom bacill i DNA spirill a hücre çeperi hücre zarı kapsül Şekil 22-1. Bakteri Çeşitleri ve Bir Bakteri Hücresinin Yapısı Bakterilerin yapısı. Bakteri hücreleri, bitki hücreleri gibi, bir hücre duvarı ile çevrilidir (Şekil 22-1). Bununla birlikte, bakteri hücre çeperleri aminoasitlere bağlı polisakkarit zincirlerden yapılmışken, bitki hücre çeperleri selülozdan ve aminoasitlere bağlı olmayan diğer polisakkaritlerden yapılmıştır. (Antibiyotik ilaç penisilin hücre bölünmesi sırasında hücre çeperlerinin oluşumunu engelleyerek bakterileri öldürür). Pek çok bakteri, hücre çeperinin dış çevresine incecik bir kapsül salgılar. Bu kapsül hücre için ek koruma sağlar. Hayvanlarda hastalık oluşturan bakterilerin çoğu bir kapsülle çevrilidir. Bu kapsül hastalık etmeni (saldıran) bakteriyi beyaz kan hücreleri ve antikorların yok etmesinden korur. Kapsül ve hücre çeperi içinde hücre zarı vardır. Aerobik bakterilerde, hücresel solunum 225 tepkimeleri hücre zarının parmak şeklindeki sarmallarında meydana gelir. Ribozomlar sitoplazma içinde dağılmışlardır ve DNA çoğunlukla hücrenin merkezinde bulunur. Pek çok bacilli ve spirillanın sudaki hareket için kullanılan kamçıları vardır. Kamçıdan yoksun birkaç bakteri çeşidi bir yüzey üzerinde kayarak hareket eder. Ancak, bu kayma hareketinin mekanizması bilinmemektedir. Bakterilerin canlılık işlevleri. Bakterilerin çoğu aerobiktir, hücresel solunumu yürütmek için serbest oksijene gereksinimleri vardır. Seçimli anaeroblar denilen bazı bakteriler serbest oksijenin varlığında da yokluğunda da yaşayabilirler. Oksijenin varlığında aerobik solunumla ya da oksijenin yokluğunda fermantasyonla enerji sağlarlar. Diğer yandan diğer bakteriler oksijenin varlığında yaşayamazlar. Bunlara zorunlu anaeroblar denir. Bu bakteriler sadece fermantasyondan enerji sağlarlar. Bu grubun bir üyesi, Clostridium botulinum, besin zehirlenmesinin en tehlikeli çeşidi, botulisme neden olur. C. botulinum uygun olarak sterilize edilmemiş konserve besinlerde gelişir. Botulisme bu bakteriler tarafından üretilen toksinler neden olur. Fermantasyon sırasında, farklı bakteri grupları çok büyük çeşitte organik bileşikler üretirler. Etil alkol ve laktik asitten başka, bakteriyal fermantasyon asetik asit, aseton, butil alkol, glikol, bütirik asit, propiyonik asit ve doğal gazın temel bileşeni metan üretebilir. Bakterilerin çoğu heterotrofiktir, çevrelerinden mutlaka hazır besin almak zorundadırlar. Heterotrofik bakteriler ya çürükçül ya da parazittirler. Çürükçüller ölü bitki ve hayvan kalıntılarından beslenirler ve genellikle hastalığa neden olmazlar. Sindirim enzimlerini organik maddelere salıverirler. Bu enzimler büyük besin moleküllerini, bakteri hücreleri tarafından absorbe edilen daha küçük moleküllere yıkarlar. Parazitler canlı organizmalarda yaşar ve hastalıklara neden olabilirler. Az sayıda bakteri çeşidi kendibeslektir, gereksinim duydukları organik maddeleri inorganik maddelerden sentez edebilirler. Kendibeslek bakteriler ya fotosentetik ya da kemosentetiktirler. Fotosentetik bakteriler, bitki klorofillerinden farklı klorofiller (bacteriyoklorofiller denilen) içerirler. Bakteriyel fotosentezde, hidrojen, su yerine bileşiklerden sağlanır. Bu yüzden, bakteriyel fotosentezde oksijen açığa çıkmaz. Fotosentetik bakterinin bir çeşidinde saf kükürt açığa çıkararak hidrojen sülfid yıkılır. Kemosentetik bakteriler, inorganik maddelerin oksidasyonundan, demir ya da kükürt, nitritler ve amonyak gibi bileşiklerden enerji sağlarlar. Bu enerji karbondioksitten organik bileşiklerin sentezinde kullanılır. Azot döngüsünde nitrifikasyon bakterileri amonyak ya da nitritleri, bitkiler tarafından azot kaynağı olarak kullanılabilen nitratlara oksidize ederler. Bakteriler çoğunlukla eşeysiz olarak ikiye bölünmeyle çoğalırlar. Kalıtsal materyal kopyalanır ve ata hücre iki eşit kardeş hücreye ayrılır. Uygun besin, sıcaklık ve alan koşulları altında, bakteriler her 20 dakikada bir bölünebilirler. Bu hızda, bir bakteri hücresi 24 saat içinde teorik olarak yaklaşık 2 milyon kilogram ağırlıkta bir kütle üretebilir. Ancak, böyle bir gelişme asla meydana gelmez. Bunu yerine, besin tedariki 226 tüketildiği ve atık ürünler biriktiğinden çoğalma hızı çoğunlukla yavaştır. Gelişme eğrisi dört faza bölünebilir. Yavaş ilerleme fazında, bakteriler çevrelerine uyum gösterir ve yavaş gelişirler. Üssel fazda, bakteriler çok hızlı bölünürler. Durağan fazda, çoğalma oranı ölüm oranına eşittir. Ölme fazında, bakteriler çoğalmalarından daha çabuk ölürler. Bakteriler çoğunlukla eşeysiz üremekle, kromozom ya da kromozomal kısımların aktarımını kapsayan eşeyli üreme ara sıra meydana gelir. Kromozom aktarımının üç mekanizması konjukasyon, transformasyon ve transdüksiyondur. 20-14 Transformasyon ve Transdüksiyon Transformasyon ve Transdüksiyon, DNA’nin bir bakteri hücresinden diğer birine aktarılması işlemidir. Transformasyonda, canlı bakterilere ölü bakterilerden DNA alınır. Bu DNA, ölü bakterilerin, özelliklerini canlı bakteri hücrelerinde göstermesine neden olur. Griffith’in denmelerinde, tip R bakterileri, ölü Tip S bakterilerinin DNA’sı ile dönüştürülmüştü. Dönüştürme, laboratuar denmelerindeki gibi doğada da meydana gelir. DNA parçası, virüslerle bir bakteri hücresinden diğerine aktarılabilir. Bu işleme transdüksiyon denir. Transdüksiyon, bir bakteriyal DNA parçası, virüs taneciğine katıldığında meydana gelir. Virüs yeni bir hücreye bulaştığında, önceki konukçu hücresinden aldığı DNA parçasını götürür. Bakteriler ve hastalıklar. Bakterilerin hastalıklara neden olduğu düşüncesi-hastalık başlangıç kuramı-Fransız bilim adamı Louis Pasteur tarafından 1880’lerin ortasında geliştirilmiştir. Bakteriler birkaç yönden hastalıklara neden olabilirler. (1) Bakteriler, vücudun normal işlevlerini engelleyebilecek kadar çok büyük sayılarda olabilirler. (2) Bazı hastalıklarda, bakteriler vücut hücreleri ve dokularını yok eder. (3) Bazı bakteriler, vücudun normal işlevlerini engelleyen toksinler ya da zehirler üretirler. Tüberküloz ve karakabarcık (şarbon)’un nedenlerini araştıran bir Alman hekim, Robert Koch, özel bir organizmanın özel bir hastalığın nedeni olup olmadığını belirlemek için bir kurallar dizisi geliştirdi. Bu kurallar: 1. Şüpheli hastalık mikroorganizması hastalıklı hayvanlarda her zaman bulunmalı ve sağlıklı hayvanlarda bulunmamalıdır. 2. Bu mikroorganizma hastalıklı hayvanlardan mutlaka izole edilmeli ve saf kültürde gelişebilmelidir (bir kültür sadece bir çeşit mikroorganizma içermelidir). 3. Kültür mikroorganizmaları sağlıklı, duyarlı hayvanlara enjekte edildiklerinde mutlaka hastalık geliştirmelidir. 4. Bu mikroorganizma deneysel olarak bulaştırılmış hayvandan izole edilebilmeli, saf kültürde yeniden gelişebilmeli ve ikinci adımda izole edilen orijinal organizmanın aynısı olmalıdır. Bu kurallar günümüzde hala kullanılmaktadır. Bakteriler ve çürüme. Her doğal organik ürünü besin ve enerji kaynağı olarak kullanabilen belirli bir bakteri ya da mantar çeşidi vardır. Böylelikle, bakteri ve mantarlar çürüme denilen bir işlemle organik maddelerin yıkımına neden olurlar. Çürüme, doğada 227 materyallerin geri dönüşümü için gerekli olsa da, insan amaçları için çoğunlukla arzu edilmez. Bakteriyel işlemlerle besinlerin ayrıştırılması, çürüme ya da bozulmaya neden olur ve bu besinler yemek için elverişsiz ya da zararlı olurlar. Bakteriler, gelişme ve üremeyi yürütmek için besine, uygun sıcaklığa, neme ve aerobikse oksijene gereksinim duyarlar. Bakteriler bu koşullardan herhangi birinin yokluğunda gelişemezler. Bu bilgiyi, besinlerimizi bakterilerin bozmasından korumak için sıkça kullanırız. Bakterilerin yararlı etkinlikleri. Çoğu bakteriler zararsızdır ve gerçekte, yaşamın devamı için gereklidir. Çürükçül bakteriler ölü hayvan ve bitkilerin dokularını parçalar ve oksijen, karbon, azot, fosfor ve kükürdü havaya, toprağa ve suya geri döndürürler. Bu elemanlar daha sonra diğer canlılar tarafından kullanılabilir. Bakteriler peynirler, tuz bastılar ve turşular gibi belirli besinlerin hazırlanmasında çok önemlidirler. Bakteriler ayrıca endüstri ve tarımda kullanılmaktadır. Bakterilerin bir grubu, aktinomisetler, streptomisin içeren pek çok yararlı antibiyotiklerin üretiminden sorumludurlar. PROTİSTA ALEMİ Protista aleminin üyeleri hepsi ya birhücreliler ya da çok basit çok hücrelilerdir. Protistler ökaryottur, hücreleri ayrı zarla çevrili bir çekirdek ve pek çok farklı sitoplazmik organel çeşitleri içerir. Bu alemin kapsadığı organizmalar aşırı derecede değişiktir. Fototrofik ve heterotrofik formların her ikisi de vardır. Fototrofik protistler algleri kapsarlar, genel bir ifade ile kara bitkileri dışında bütün oksijen geliştiren fotosentetik organizmaları içerirler. Bu çeşit protistler üç şubede yer alırlar. Bu Şubeler Euglenophyta-Euglenoidler, Chrysophyta-Sarı-Yeşil ve Kahverengi Algler ile Diatomlar ve Pyrrophyta-Dinoflagellatlar’dır. Heterotrofik (Organotrofik) protistler protozoa denilen hareketli, hayvan benzeri formlar (sarcodina, Ciliata, Mastigophora) , (Myxomycota ve Acrasiomycota) hareketsiz formlar (Sporozoa) ve mantar benzeri formlar içerirler. Heterotrofik protistler altı şubede toplanırlar. Bazı protistlerde, üreme eşeysizdir ve diğerlerinde eşeylidir. 22-4 Şube Euglenophyta-Euglenoidler Euglenophyta şubesinin euglonoidleri bitki ve hayvan benzeri karakteristikler gösterirler. Bitkiler gibi, kloroplastlar içerirler ve fotosentez yürütebilirler. Hayvanlar gibi, hücrelerin, hareket için kullanılan bir veya iki kamçısı vardır. Yine hayvanlar gibi, hücre duvarından yoksundurlar. Bununla birlikte, hücre zarının içinde oluklaşmış, proteinden 228 yapılmış esnek ince zar vardır. Bu ince zar organizmaya belirli bir şekil verir. Eugleneoidler temelde tatlı su gölleri, akarsular ve havuzlarda bulunur. En iyi bilinen euglenoidler parlak yeşil euglenalardır. Bu euglena oval şekilli, bir hücreli organizmadır. Bu hücrenin büyük merkezi bir çekirdeği ve çok sayıda kloroplastları vardır. Bu kloroplastlar a ve b klorofilleri ve aynı zamanda bazı diğer pigmentleri içerir. Işık sağladığında, euglena fotosentez yürütür. Bununla birlikte, ışık yokluğunda, çevreden çözünmüş besinleri absorbe ederek heterotroflar olarak yaşarlar. Besin, nişasta benzeri paramyltim formunda pyrenoid denilen her bir kloroplasttaki bir yapı içinde depolanır. Euglenaların hareket için kullanılan büyük bir kamçıları ve etkin olmayan kısa bir kamçıları vardır. Kamçıların kaideleri hazne denilen bir iç cebin içindedirler. Haznenin yanında hücre içinde fazlalık suyu hazneye ve hücre dışına boşaltan vurgan koful vardır. Haznenin yanında ışığa duyarlı kırmızı portakal basit göz ya da stigma vardır. Stigma euglenanın ışık yoğunluğunu ve yönünü bulmasına ve en yüksek fotosentez için konumunu ayarlamasına olanak verir. 22-5 Chrysophyta Şubesi-Sarı-Yeşil ve Kahverengi Algler ve Diatomlar Chryophyteler, Chrysophyta şubesi, büyük miktarlarda sarı-kahverengi carotenoidler ve fucoxanthinler içeren çoğunlukla bir hücrelilerdir. Bu pigmentler hücrelere kendi karakteristik renklerini verirler. Klorofil de bulunur. Sarı-yeşil ve altın-kahverengi algler çoğunlukla tatlı su organizmalarıdır, diatomlar hem tatlı ve hem de tuzlu suda bulunurlar. Bu şubenin üyeleri besinlerini sıvı yağlar ya da chrysolaminarin denilen nişasta benzeri karbonhidrat olarak biriktirirler. Bu organizmaların hücre duvarları ya da kabukları onları sert yapan silikon bileşikleri içerir. Sarı yeşil ve altın-kahverengi alglerin bir veya iki kamçıları vardır. Diatomlar kamçıdan yoksundur, ancak sitoplazmik akıntı ile hareket ederler. Diatomlar bu şubenin en büyük sayıda bireyleri olanlarıdır. Diatomlar, balıklar ve diğer sucul hayvanlar için besin kaynağı olarak ödev gördükleri okyanuslarda çok büyük miktarlardadırlar. Her bir diatom bir çekirdek ve bir veya daha fazla kloroplastlar içerir. Bu organizmalar çoğunlukla eşeysiz olarak ürerler, ancak eşeyli üreme de meydana gelir. Diatomların kabukları bir kutunun üst ve altı gibi birbirine uyan iki yarımdan yapılmıştır. Bu kabukların mikroskobik incelenmesi şaşırtıcı bir şekil çeşitliliği gösterir. Diatomlar öldüğünde, kabukları okyanus tabanına batar. Bazı yerlerde, bu kabuklar diatomlu zemin olarak bilinen kaya benzeri birikintiler oluşturarak yüzlerce metre kalınlıktaki katmanlarda birikirler. Milyonlarca yıl önce oluşmuş bazı birikintiler şimdi karadadırlar. Diatomlu zeminlerden malzeme çıkarılmakta ve metal parlatıcılar, diş hamuru, yalıtım ve filtrelerde kullanılmaktadır. 229 22-6 Pyrrophyta Şubesi- Dinoflagellatlar Dinoflagellatlar, Pyrrophyta şubesi, temelde okyanuslarda bulunan bir hücreli alglerin bir grubudurlar. Fotosentetik başlıca benzeri Bazı dinoflagellatlar, besin kaynağı plakalardan organizmanın orta organizmanın bir çeşitleri diatomlarla olarak yapılmış kısmı ödev birlikte, pek görürler. Pek selülozlu civarında ucundan fotosentetikken, kuşak uzanan-iki bir çok bir heterotrofiktir. sucul çok kabuğa benzeri kamçısı diğerleri hayvanlar dinoflagellatlar sahiptir. olukta için zırh Hepsinin-biri çalışan ve vardır. Dinoflagellatların diğeri suda, bir çevrilme ya da inişli çıkışlı hareketleri vardır. Bu organizmalarda besin sıvı yağ ya da nişasta olarak depolanır. Üreme eşeysizdir. Fotosentetik dinoflagellatlar klorofil içerirler ve bazıları diğer pigmentleri de içerir. Bu yüzden renkleri sarı-yeşilden kahverengi ve kırmızıya değişir. Kırmızı dinoflagellatların bazısı zehirli maddeler üretirler. Bazen, bu organizmalar pek çok balığı öldüren “kızıl akın” meydana getiren, bir populasyon patlaması geçirirler. 22-7 Protozoa Protozoa hayvan benzeri mikroskobik organizmalardır. Çoğu bir hücrelidir, ancak birkaç basit koloniyal formları vardır. Protozoa tatlı ve tuzlu suda, toprakta ve diğer organizmaların vücutlarında bulunurlar. Çoğu hareketlidir, yalancı ayaklar, kamçılar veya sillerle hareket ederler. Bütün protozoa, besinlerini mutlaka çevreden alması gereken heterotrofiktirler. İki yaygın protozoanlar amip ve terliksi hayvanının yaşamsal işlemleri daha önceki bölümlerde değerlendirilmiştir. Hareket yöntemleri esasına göre protozoa dört şubeye ayrılırlar: sarcodina, Ciliata, Mastigophora ve Sporozoa. 22-8 Sporozoa şubesinin üyeleri kendi kendine yer değiştiremezler. Sarcodina Şubesi- Ameboid Protozoanlar Sarcodineler, Sarcodina şubesi, hareket eden ve “taklit ayaklar” ya da yalancıayaklarla av yakalayan protozoanlardır. Bu grubun üyeleri hem tatlı hem de tuzlu suda bulunurlar. Birazı hastalık nedeni parazitlerdir. Sarconidelerin en iyi bilineni sürekli şekil değiştiren bir hücreli organizmalar amiplerdir. Amibik dizanteri parazitik bir amip çeşidinin neden olduğu bir hastalıktır. Bu tür tropikal çeperinden alanlarda beslenmesi yaygındır. kanamalı İnsan ülsere kalın neden bağırsağında olur. Bu yaşar hastalık bu ve bağırsak amiplerden bazıları sindirim atıklarıyla vücuttan dışarı atılan kistler oluşturduğunda yayılır. Bir kişi bulaştırılmış suyu içerek veya besini yiyerek enfekte olur. Amibik dizanteri ilaçlarla tedavi edilebilir. edilebilmektedir. Lağım sularının uygun şekilde uzaklaştırılması ile ancak yok 230 Sadece bir hücre zarı ile çevrili olan amiplerin aksine, bazı sarcodineler kabuklarla çevrilidir. Kalsiyum içerikli kabukları olan foraminiferanlar ve silikon içerikli kabukları olan radiolarianlar bunlardandır. Her ikisi de okyanuslarda boldur. Bu organizmalar öldüğünde, kabukları okyanus tabanındaki çamur içine gömülür. Bazı yerlerde, foraminiferan kabuklarının şaşırtıcı miktardaki birikimi çok büyük tebeşir tortularını oluşturmuştur. İngiltere sahillerinde beyaz Dover uçurumları bu yolla oluşmuştur. Radiolariyan kabukları okyanusların bazı kısımlarında tabandaki cıvık çamurların çoğunu yaparlar ve bazı silikon içeren kayaların da önemli bir parçasıdırlar. 22-9 Ciliata Şubesi-Ciliatlar Ciliatlar, Ciliata şubesi, tatlı ve tuzlu sularda bulunurlar. En karmaşık protozoanlardır. Terliksi hayvana ek olarak ciliatlar vorticella, stentor ve didiniumları içerir. Ciliatların hücreleri organellerin geniş bir çeşidini sergileyen yüksek tasarımlıdır. Bu grubun üyeleri pek çok sac benzeri sillere sahiptir. Bazı ciliatlarda, siller cirri denilen yapıları oluşturan sıralara birlikte tutturulur. Diğerlerinde, siller membraneller denilen yapıları oluşturan kümlerdedirler. Sillerin, cirri veya membranellerin eşgüdümsel çırpılması, organizmanın suda hareketine olanak verir. Ciliatlar pellicle denilen koruyucu bir dış örtüye sahiptirler. Bazı ciliatlar pelliclenin altında trichocystler denilen yapılara sahiptir. Trichocystler savunma için dışarı çıkarılan veya avın yakalanmasını destekleyen dikenli yapılardır. Pelliclenin altında kas iplikçiklerine benzer bir kasılan iplikçikler sistemi vardır. Ciliatlar besin taneciklerinin organizmaya geçtiği bir oral oluğa sahiptir. Oral oluk içinde besinlerin hareketi sillerin çırpılması ile desteklenir. Oral oluğun kaidesinde, besin içinde sindirildiği bir kofulla kuşatılır. Bazı ciliatlar fazlalık suyu toplayan ve hücreden boşaltan kontraktil kofula sahiptir. Ciliatlarda üreme çoğunlukla ikiye bölünmeyle eşeysizdir. Bununla birlikte, konjugasyonla eşeyli üreme de meydana gelir. Ciliatlar iki çekirdeğe sahip olduklarından diğer protozoadan ayrılırlar. Büyük makronükleus normal hücre metabolizmasını denetler. Küçük mikronükleus sadece eşeyli üremede işlev görür. Ciliatlar mikronükleus olamadan yaşayabilir, ancak makronükleus olmadan yaşayamazlar. 22-10 Mastigophora Şubesi-Zooflagellatlar Zoooflagellatlar, Mastigophora şubesi, protozoanların en basitleri olduğu düşünülür. Bazı zooflagellatlar serbest yaşasa da, çoğu hayvan ve bitki gövdelerinde yaşar. Bu grubun üyeleri uzun, kırbaç şeklindeki kamçılarını çırparak hareket ederler. Bazılarının sadece bir kamçısı varken, diğerleri pek çoğuna sahiptir. Kamçıları tipik 9+2 mikrotübül düzenlemesine sahiptir. Zooflagellatlar eşeysiz ve eşeyli ürerler. 231 Afrika uyku hastalığına neden olan Tryponosoma gambiensa zooflagellatlardandır. Bu parazit toksinler salarak kanda çoğalır. Hastalığın belirtileri güçsüzlük, uykululuk ve ateş içerir. Tedavi edilmezse, hasta sonunda ölür. Bu protozoan Afrika yabani memelilerinin kanında yaşar, ancak onlarda zararlı olmaz. Tsetse sineğinin ısırmasıyla insanlara ve evcil hayvanlara yayılır. Diğer zooflagellata termitlerin sindirim sisteminde yaşayan Trichonympha ‘dır. termitler odunu yıkacak gerekli enzime sahip değildirler, ancak Trichonympha sahiptir. Böylece, bu zooflagellata termitin yediği odunu yıkar ve her iki organizma bu besinleri absorbe eder ve kullanır. 22-11 Sporlular Şubesi, Sporozoanlar Sporozoa şubesinin üyeleri kendi kendine yer değiştiremezler. Tamamı asalak protozoanlardır. Besinlerini konukçularının vücudundan sağlarlar. Bu şubenin tüm üyeleri karmaşık hayat döngülerinin eşeysiz evresi sırasında sporlar meydana getirirler. En iyi tanınan sporlular, insanlarda sıtmaya neden olan Plasmodium cinsinin üyeleridir (Şekil 22-2). Bu parazit, dişi Anopheles spp. sivrisineğin ısırması ile insanlara aktarılır. Enfekte olmuş bir sivrisinek kan emmek için insan derisini deldiğinde, Plasmodium hücreleri kılcal damarlardan insanın kan dolaşımına geçirilir. Bu hücreler, sporlar oluşturarak insan dokularında çoğalır. Bu sporlar sonunda kırmızı kan hücrelerine saldırır ve daha fazla çoğalırlar. Plasmodium vivax her 48 ve P. malaria her 72 saatte bir kırmızı kan hücrelerinden dışarı dökülür ve yenilerine saldırırlar. Kırmızı kan hücrelerinin parçalanması ve hücre artıklarının kanın içine bırakılması hummalı ateşe ve sıtma nöbetine (titremeye) neden olur. Bir süre sonra, bazı sporlar gametositlere dönüşür. Enfeksiyonlu bir kişi bir sivrisinek tarafından sokulduğunda, gametositler kanla sivrisineğe geçer. Eğer bu bir dişi Anopheles spp. sivrisinekse, gametositler sivrisineğin midesinde gametlere gelişir. Makro ve mikrogametler arasında döllenme meydana gelir ve bir zigot oluşur. Zigot binlerce bulaştırıcı hücre oluşturacak şekilde bölünür. Bu hücreler, yeni kurbanı bulaştırmak için bulundukları tükürük bezlerini de içeren çeşitli sivrisinek dokularına göç ederler. Sıtma quanine ve chloroquine gibi ilaçlarla tedavi edilebilir, fakat sıtmadan korunmanın en etkili yolu Anopheles spp. sivrisineği yok etmektir. 232 male gamete (erkek gamet) fertilization (döllenme) zygote midgut wall (ortabağırsak çeperi) female gamete (dişi gamet) salivary gland (tükrük bezi) infected mosquito female Anopheles mosquito human skin (insan derisi) plasmodium cells plasmodium cells released (serbest kalan plasmodyum hücreleri) capillary (kılcal damar) mitotic division (mitotik bölünme) Şekil 22-2. Sıtma Parazitinin Yaşam Döngüsü liver cell (karaciğer hücresi) 233 234 22-12 Salyangoz Küfleri Salyangoz küfleri yaşam döngülerinde protozoa ve mantar benzeri evreler gösteren ender bir organizma grubudur. En yaygın olarak ormanlarda soğuk, nemli yerlerde çürüyen maddeler üzerinde bulunurlar. Gerçek salyangoz küfleri Myxomycota şubesine aittirler. Yaşam döngülerinin en yaygın gözlenen evresinde, çoğunlukla beyaz, sarı veya kırmızı renkte dev amiplere ya da yapışkan kütlelere benzerler. Bu evreye plasmodium denir. Plasmodiumun sitoplazması hücre zarlarıyla ayrılmamış pek çok çekirdekler içerir. Plasmodium ameboiddir ve orman zemininde pseudopodlarla süründükçe organik madde kırıntılarını yutarak beslenir. Gelişme koşulları uygun olmadığında, plasmodium hareket etmeyi durdurur ve meyveli yapılar denilen saplı, spor üreten yapılar geliştirir. Meyveli yapılar içinde, mayozla haploid sporlar üretilir. sonunda bu sporlar salıverilirler ve nemli, uygun bir çevreye konduklarında kamçılı gametler oluşturmak için çimlenirler. İki gamet ameboid olan bir diploid zigot oluşturmak için birleşirler. Zigot çekirdeği tekrarlanan miyotik bölünmeler geçirir ve yeni bir plasmodium olur. Acrasiomycota şubesi salyangoz küflerine hücresel salyangoz küfleri denir. Bu grupta, sporlar ayrı, haploid, ameboid hücrelere sebebiyet verirler. Ameboid hücrelerin bireyleri dolaşır ve beslenirler. Yeni, kardeş haploid hücreler üretmek için defalarca da bölünürler. Besin az bulunur olduğunda, bu bireysel hücreler bir yalancı plasmodium oluşturmak için bir arya gelirler. Yalancı plasmodium içinde, gerçek plasmodiumdan farklı, bireysel, zarla çevrili hücreler ayırt edilir. Yalancı plasmodium sporlar üreten meyveli yapılar oluşturur. Görünüşe göre hücresel salyangoz küfünün yaşam döngüsünde diploid faz yoktur. VİRÜSLER Virüsler benzersizdirler. Canlı organizmaların sınıflandırılmasında diğer herhangi bir gruba uymazlar. Yapıları ve kopyalanma yöntemleri ile ilgili çok şey bilinmekle, bilim adamları hala virüslerin canlı olup olmadıklarına karar verebilmiş değillerdir. Virüsler hücrelerden yapılmış değildirler. Konukçu bir hücre içinde olmadıkları sürece üreyemez ya da kopyalanamazlar. 22-13 Viral Yapı ve Çoğalma Virüslerin büyüklüğü 0.01 ile 0.3 mikron arasında değişir. Bir virüs bir çekirdek asidi özden ve onu çevreleyen bir protein kılıftan ibarettir. Şekilde görülen virüs bakterileri enfekte den bir virüstür. Diğer virüslerin farklı şekilleri vardır, ancak yine bir protein kılıf ve bir nükleik asit özden ibarettirler. Bu çekirdek asidi tek bir veya çift bağlı DNA, ya da 235 RNA olabilir. Virüsler herhangi bir içsel yapı veya enzim sistemi içermezler. Bir konak hücre dışında, virüsler tamamen cansız görünürler. Bir bakteriyofajın yapısı Bir hücre belirli bir virüs çeşidi tarafından, ancak bu virüsün protein kılıfı için reseptörleri olduğunda enfekte edilebilir. Bazı virüs enfeksiyon çeşitlerinde, protein kılıf ve nükleik asidi içeren bütün virüs, konak hücreye girer. Diğerlerinde, virüsün protein kılıfı hücrenin dışında kalır ve sadece nükleik asit hücreye girer. Çoğu virüsler, bir konak hücreye girdiğinde, hücrenin biyokimysal mekanizmasını ele geçirir ve hücreyi, başka virüsler üretmesi için kullanır. DNA içeren virüslerde, viral DNA başka viral DNA üretmek için bir kalıp olarak ödev görür. Viral proteinlerin sentezini yönetmek için viral mRNA da üretir. Viral genetik materyal RNA ise, bu RNA başka viral RNA üretimini yönetir ve kendi mRNA’sı olarak rol oynar. Viral mRNA tarafından sentezlenen proteinler arasında konak hücrenin zarını yok eden ya da parçalayan enzimler vardır. Bazı yeni virüslerin konak hücreye katılmasından sonra, hücre zarı ( ve hücre çeperi, varsa) parçalanır veya yok olur ve virüsler serbest kalırlar. Her bir yeni virüs diğer bir hücreyi enfekte edebilir. Bakterileri enfekte eden bir virüse bakteriyofaj denir. Bazı bakteriyofajlar yukarıda açıklanan virüsler gibi davranırlar. Baktyeriyal hücrenin mekanizmasını ele geçirirler, kendi kendine kopyalanırlar ve bakteriyal hücre duvarını ortadan kaldırırlar. Diğer bakteriyal virüsler faklı davranırlar. Viral DNA hücreye girdiğinde, bakteriyal kromozomun bir parçası olur. Hücre bölünmesi sırasında bakteriyal kromozom kopyalandığında, viral DNA da kopyalanır. Bakteriyal hücre bölündüğünde, meydana gelen iki kardeş hücrenin her biri bakteriyal kromozomla birlikte viral DNA’nın da bir kopyasını içerir. Bu viral DNA pek çok generasyonda zararsız kalabilir, ancak sonunda hücre zarını ortadan kaldıran ve hücreyi yok eden yeni virüsler üreterek kopyalanır. 236 22-14 Virüsler ve Hastalıklar Soğuk algınlığı, çocuk felci, su çiçeği, kızamık ve gribi içeren pek çok insan hastalıkları virüsler tarafından meydana getirilir. İnsan vücudu birkaç yolla kendini virüslere karşı koruyabilir. Bağışıklık sistemi, kandaki lenfositler virüsleri yok eden antikorlar ürettiğinde bir virüse karşılık verir. Bazı lenfositler virüs bulaşmış hücrelerle çatışırlar ve onları yok ederler. Bu şekilde hiçbir yeni virüs sağlıklı hücrelere aktarılamaz. Vücut bir virüsle enfekte olduğunda ayrıca interferon denilen bir madde de üretebilir. İnterferon bütün virüs çeşitlerine karşı koruma sağlar. İnterferon üzerine şu anda yürütülen bilimsel araştırmaların çoğu kanser ve çoklu skleroz gibi hastalılarda iyileştirici olarak araştırılmasıdır. Doktorlar ayrıca çocuk felci ve kızamık gibi virüslerin neden olduğu belirli hastalıkları önlemek için aşılar kullanmaktadır. Bu aşılar hastalığa neden olmadan hastalığa karşı antikorların üretimini uyarmaktadır. Hastalığa neden olan virüs vücuda girerse, derhal antikorlar tarafından saldırıya uğramakta ve yok edilmektedir. OMURGASIZLAR-I I SÜNGERLERDEN MOLLUSKLARA HAYVANLAR ALEMİ Şekil 1. Bir kum sikkesi 1-1 Hayvanların Temel Karakteristikleri Hayvanlar alemi altı (beş) alemin en büyüğüdür. Hayvanlar çevreden besin almak zorunda olan çok hücreli organizmalardır. Pek çoğu hareket etmelerine olanak veren sinir ve kas sistemlerine sahiptir. Hayvanların çoğu eşeyli olarak ürer, fakat bazı basit formlar eşeysiz olarak da ürer. Bazı hayvanlarda yavru erginle aynı temel özelliklere sahiptir, ancak diğerlerinde, yavru erginden çok farklıdır. Bu durumdakilerde, yavru formlar larva olarak bilinir. Larva, ergin formu meydana getiren bir dizi gelişim değişiklikleri geçirir. Zoologlar hayvanlar alemini 30-35 büyük gruba ya da şube’ye (phylum) ayırırlar. Şube (çoğul: phyla) ‘alem’ ile ‘sınıf’ arasındaki kategoridir ve botanikteki bölüm (division) teriminin karşılığıdır. En büyük 9 şube-Porifera, Coelenterata, Platyhelminthes, Nematoda, Annelida, Mollusca, Arthropoda, Echinodermata, Chordata-hayvan türlerinin çoğunluğunu (%98) içerir. Burada ağırlıklı olarak bu 9 şube değerlendirilecektir. Bir omurganın bulunup bulunmaması esasına göre, hayvanlar iki gruba ayrılır. Bunlar, omurgası olan, omurgalı hayvanlar ve omurgası olmayan, omurgasız hayvanlardır. 2 1-2 Simetri Hayvanların çoğunda vücut simetri gösterir. Bunun anlamı vücut birbirine uyacak biçimde iki yarıma ayrılabilir. Amipler ve süngerlerin çoğunu içeren az sayıdaki bazı organizmalar asimetriktir, bu organizmaları çakışan iki yarıma ayırmanın hiç bir yolu yoktur. Farklı simetri şekilleri vardır. Sferik simetri birkaç protiste bulunur. Bu organizmalar küre şeklindedir ve kürenin merkezinden geçen herhangi bir kesit organizmayı çakışan yarımlara ayırır. Radyal simetri’de, hayvanın tepesinden tabanına ya da önünden arkasına uzanan merkezi bir hat ya da eksen vardır. Merkez eksene dik herhangi bir çapraz kesit bir tekerlekte merkez etrafındaki parmaklara benzer düzende tekrarlanan yapılar gösterir. Farklı düzeylerdeki çapraz kesitler benzer değildir, fakat merkezden geçen herhangi bir boyuna kesit organizmayı çakışan yarımlara ayırır. Hidra radial simetri gösterir. Hayvanın bir ucunda bir ağız ve dokunaçlar vardır. Diğer uç kapalı ve yuvarlaktır. Fakat merkezden geçen herhangi bir boyuna kesit, bir vazonun yarımları gibi hayvanı çakışan iki yarıma böler. Radyal simetri gösteren hayvanlar genellikle ya yerleşiktirler ya da su akıntıları ile sürüklenirler. Bilateral simetri’de, organizma hem tepeden tabana hem de önden arkaya değişir (Şekil 23-1). İnsan vücudu bilateral simetri gösterir. Bu tür simetride, vücudu iki simetrik yarıma ayırmanın sadece bir yolu vardır. Her bir yarım diğerinin bir aynadaki görüntüsüdür. Bilateral simetrili hayvanların değişmez sağ ve sol tarafları vardır. Bilateral simetrili hayvanların diğer konumlarını açıklayan özel terimler vardır. Dorsal yukarı taraf ya da hayvanın arkasını; ventral aşağı taraf ya da hayvanın karın taraflı gösterir. Hayvanda ön ya da başının sonu anterior, arka ya da kuyruk sonu posterior’dur. dorsal (sırtsal) sağ sol anterior (ön) posterior (arka) ventral (altsal) Şekil 1-b. Bilateral Simetri Sölom (coelom, çoğul coelomata) çoğu çok hücreli hayvanlarda temel vücut boşluğuna karşılık gelmekte ve sindirim kanalı ve diğer organları kuşatıp içine alan vücudun içinde yer almaktadır. Gelişmiş hayvanlarda, mesodermal epitelyum ile astarlanmıştır. Yumuşakçalat gibi diğer bazı 3 hayvanlarda, farklılaşmadan kalmıştır. Şekil 1-1. En büyük omurgasız hayvan şubeleri. Tablo 1-1. Başlıca büyük hayvan şubeleri. Phylum Meaning Common name Distinguishing characteristic Species described Acanthocephala Thorny headed worms Thorny-headed worms Reversible spiny proboscis. Now usually included in Rotifera. Acoelomorpha Without gut Acoels No mouth or alimentary canal (alimentary canal = digestive tract in digestive system) Annelida Little ring Segmented worms Multiple circular segment 17,000+ extant Arthropoda Jointed foot Arthropods Chitin exoskeleton 1,134,000+ Brachiopoda Arm foot Lamp shells Lophophore and pedicle 300-500 extant Bryozoa Moss animals Moss animals, sea mats Lophophore, no pedicle, ciliated tentacles 5,000 extant Chaetognatha Longhair jaw Arrow worms Chitinous spines either side of head, fins 100 extant Chordata With a cord Chordates Hollow dorsal nerve cord, notochord, pharyngeal slits, endostyle, post-analtail 100,000+ Cnidaria Stinging Coelenterates Nematocysts (stinging cells) 11,000 756 extant (= living) 4 Phylum Common name Meaning Species described Distinguishing characteristic nettle Ctenophora Comb bearer Comb jellies Eight "comb rows" of fused cilia 100 extant Cycliophora Wheel carrying Symbion Circular mouth surrounded by small cilia 3+ Echinodermata Spiny skin Echinoderms Fivefold radial symmetry in living forms, mesodermal calcified spines 7,000 extant; approx. 13,000 extinct Entoprocta Inside anus Goblet worm Anus inside ring of cilia 150 Gastrotricha Hair stomach Meiofauna Two terminal adhesive tubes 690 Gnathostomulida Jaw orifice Jaw worms Hemichordata Half cord Acorn worms, pterobranchs Stomochord in collar, pharyngeal slits 100 extant Kinorhyncha Motion snout Mud dragons Eleven segments, each with a dorsal plate 150 Loricifera Corset bearer Brush heads Umbrella-like scales at each end 122 Micrognathozoa Tiny jaw animals — Accordion-like extensible thorax. Newly discovered; close to Rotifers. 1 Mollusca Soft Mollusks / molluscs Muscular foot and mantle round shell 112,000[11] Nematoda Thread like Round worms Round cross section, keratin cuticle 80,000– 1,000,000 Nematomorpha Thread form Horsehair worms 320 Nemertea A sea nymph Ribbon worms 1,200 Onychophora Claw bearer Velvet worms Orthonectida Straight swim Phoronida Zeus's mistress Placozoa Plate animals Platyhelminthes Flat worms Flat worms Porifera* Pore bearer Sponges Priapulida Little Priapus Rhombozoa Lozenge animal — Single axial cell form front to bak, surrounded by ciliated cells 75 Rotifera Wheel bearer Rotifers crown of cilia at front 2,000 Sipuncula Small tube Peanut worms Mouth surrounded by invertible tentacles 144–320 Tardigrada Slow step Water bears Four segmented body and head 1,000+ Xenoturbellida Strange flatworm — Ciliated deuterostome 2 100 Horseshoe worms Legs tipped by chitinous claws 200 extant Single layer of ciliated cells surrounding a mass of sex cells 20 U-shaped gut 11 1 25,000[12] Perforated interior wall 5,000+ extant 16 Total: 35 2,000,000+ Tablo 1-2. Eski kaynaklarda kullanabilen bazı zooloji terimlerinin güncel karşılıkları. Şube olarak adı Yaygın adı Güncel uylaşım Aschelminthes Pseudocoelomates Divided into several pseudocoelomate phyla. Craniata — Subgroup of phylum Chordata; perhaps synonymous with Vertebrata. Cephalochordata Lancelets Subphylum of phylum Chordata. 5 Cephalorhyncha — Superphylum Scalidophora. Coelenterata — Divided into phyla Cnidaria and Ctenophora. Echiura Spoon worms Class of phylum Annelida. Enterepneusta Acorn worms Class of phylum Hemichordata. Gephyra Peanut worms and spoon worms Divided into phyla Sipuncula and Echiura. Mesozoa Mesozoans Divided into phyla Orthonectida and Rhombozoa. Myxozoa Severely modified Cnidarians. Pentastomida Tongue worms Subclass of Maxillopoda of phylum Arthropoda. Pogonophora Beard worms Part of family Siboglinidae of phylum Annelida. Pterobranchia — Class of phylum Hemichordata. Symplasma Glass sponges Class Hexactinellida of phylum Porifera. Urochordata Tunicates Subphylum of phylum Chordata. Vestimentifera Vent worms Part of family Siboglinidae of phylum Annelida. Tablo 1-3. En büyük dokuz hayvan şubesi (‘The big nine’) Şube Türkçe adı Ayırıcı karakteristik Tanımlanan tür sayısı Porifera Süngerler Gözenekli dış çeper 5,000 Cnidaria Coelenterates Özelleşmiş yakıcı hücreler 11,000 Platyhelminthes Yassı solucanlar Yassılaşmış vücut 25,000 Nematoda Yuvarlak solucanlar Keratin kütikül 80 000 + Mollusca Yumuşakçalar Kaslı ayak, manto ve radula 93,000 Annelida Halkalı solucanlar Çok sayıda halka bölütler 16,300 Arthropoda Eklembacaklılar Kitin dış iskelet 1,134,000+ Echinodermata Derisidikenliler Kireçleşmiş dikensi uzantılar 7,000 Chordata Sırtipliler İçi boş sırtsal sinir ipi 100,000+ 1-3. Choanoflagellate ve Çok Hücrelilik Choanoflagellate: Choanoflagellatelar, hayvanların en yakın, yaşayan akrabaları olarak kabul edilen serbest yaşayan tek hücreli ve koloniyal kamçılı eukaryotların bir grubudur. Choanoflagellatelar, kamçının tabanına birleşik huni şeklinde mikrovilli* kolyeye sahip tasmalı kamçılılardır. Otuz-kırk mikrovillili bir kolye (tasma) ile çevrili üst durumlu tek bir kamçılı, 3–10 µm çapında yumurta veya küresel hücre yapısı ile karakterize edilen ayırtedici bir hücre morfolojisine sahiptirler. Kamçının hareketi, serbest yüzen choanoflagellateları su sütununda ileri itebilen su akıntısı yaratır ve böylece mikrovilli, karşı akışlı su sütunundan besin olarak bakterileri ve diğer canlı kırıntılarını yakalar ve yutar. Bu beslenme küresel karbon döngüsü ile dönüşsel bir bağlantı sağlar, beslenme düzeylerini bağlantılandırır. Önemli ekolojik rollerine ek olarak, Choanoflagellatelar, hayvalardaki çok hücreliliğin 6 gelişiminin araştırılmasında özel bir öneme sahiptirler. Hayvanların, en yakın yaşayan akrabaları olarak, son bir hücreli atalarının canlandırımında yararlı bir model ödevi görürler. *Microvilli (tekil: microvillus) hücrelerin yüzey alanını arttıran ve hacimdeki artışı en aza indiren mikroskobik hüzresel zar uzantılarıdır ve absorpsiyon (emilim), salgılama, hücresel adezyon ve mekanotransduksiyon gibi çok büyük çeşitlilikteki işlevler üstlenirler. Şekil xx. Choanoflagellate hücre morfolojisi Invertebrata: OMURGASIZ HAYVANLAR Altalem: PARAZOA Parazoa, hayvanlar aleminin Placozoa ve Porifera şubelerini kapsayan bir alt alemidir. Paleozoyikden önce ortaya çıktığı varsayılan ve Kambriyen öncesinden de fosilleri bulunan canlı grubu zamanımızda da yaşamaktadır. Işınsal simetrili ya da simetrisiz çokhücreliler grubudur. Vücut hücreleri diğer çok hücrelilerden farklı olarak, gerçek doku ve organlar oluşturmazlar. Duyu, sinir ve kas hücreleri yoktur, vücutta belirgin bir ön ve arka kısım bulunmaz. Bütün yaşamsal olaylar, birbirinden az çok bağımsız olan hücreler tarafından yapılır. Hücre farklılaşmaları diğer çok hücrelilerinkinden farklıdır. 2. Phylum PORIFERA - SÜNGERLER ŞUBESİ 2-1 Genel Karakteristikleri Süngerler, Porifera şubesi en basit çokhücreli hayvanlardır. Porifera “gözenek bulunduran” demektir. Süngerler, içinden suyun sürekli olarak hareket ettiği pek çok gözenek ya da oyuklarla deliklidirler. Bütün süngerler suculdur. Çoğu tuzlu sularda, ancak 7 birkaçı tatlı sularda yaşar. Larvalar serbest yüzücüler olsa da, ergin süngerler sessildirler, yani bazı şeylere, çoğunlukla deniz zemininde kabuklara veya kayalara bağlı olarak yaşarlar. Bazı süngerler küme veya koloniler halinde bulunur. Bazı koloniler, ortak bir gövdeden dallanan bireyleri olan bitkilere benzer. Diğer süngerler ayrı yaşarlar. Bu grubun üyeleri büyüklük ve şekilde genişçe değişirler. Çoğu asimetriktir. Bazıları inci kadarken, diğerleri banyo küveti kadardır. Tek süngerler bir oyuk, yukarı doğru bir silindir veya vazoya benzer şekildedirler. Daha karmaşık süngerlerin vücut duvarlarında kıvrımları vardır, daha da karmaşık olanların vücut duvarı içinde karmaşık kanal ve odacık sistemleri vardır. Süngerlerin çoğu gri veya siyahtır, ancak diğerleri parlak kırmızı, sarı, portakal veya mavi renklidir. 2-2 Yapı ve yaşamsal İşlevleri Süngerler basit bir organizasyon düzeyine sahiptirler. Hücreleri özelleşme gösterse ve katmanları bulunsa da, gerçek doku oluşturmazlar. Sünger gövdesi üç katmandan oluşur. İnce, yassı hücrelerden ibaret olan dış katman, sayısız gözeneklere (por) delinmiştir. Bu gözenekler su, çözünmüş oksijen ve besin tanecikleri (mikroskobik bitki ve hayvanlar)’nin süngere girmesine izin verir. Merkez boşluğu kaplayan iç katman, yakalayıcı hücreler denilen özelleşmiş hücreler içerir. Bu hücreler, hücre içinden merkez oyuğa uzanan yakalayıcı bir sitoplazmaya sahiptirler. Her bir hücrede yakalayıcı olarak dışarı uzanan bir kamçıdır. Dış ve iç hücre katmanları arasında gezgin ameboid hücreler içeren peltemsi materyalli bir orta katman vardır. Çoğu süngerlerde peltemsi materyal içine gömülü, bu ameboid hücreler tarafından salgılanan iğnecikler denilen küçük iskeletsel yapılar vardır. İğnecikler süngere destek sağlar ve şekil verir. Süngerler kimyasal yapılarına göre sınıflandırılırlar. Süngerlerin bir grubunun kalsiyum bileşiklerinden oluşmuş iğnecikleri vardır; diğer bir grubun silisten oluşmuş iğnecikleri vardır. Üçüncü bir grubun spongin denilen protein içerikli bir maddeden yapılmış dayanıklı, bir esnek lifler ağı vardır. Geçmişte, spongin iskeletli süngerler ev temizliği için ve banyo süngerleri olarak yaygın olarak kullanılmıştır. Süngerin gözenekleri suyun süngerin gövdesine girmesine izin veren akıntısız açıklıklar olarak ödev yaparlar. Su süngerin içine çekilir ve yakalayıcı hücrelerin kamçılarının çırpılmasıyla merkez boşlukta dolaştırılır. Merkez boşluktan, su oskulumdan süngerin dışına geçer. Oskulum süngerin tepesinde (karşıtı yoktur) dışakıntı açıklığı olarak görev yapan büyük bir açıklıktır. 8 Şekil 2-1. Porifera şematik yapısı. Su süngere girdikçe, besin tanecikleri yakalayıcı hücreler tarafından yutulur ve sindirilir. Bazı kısmen sindirilmiş besinler orta katmanın ameboid hücreleri tarafından yakalayıcı hücrelerden alınır. Sindirim, besin maddelerini daha sonra süngerin diğer parçalarına taşıyan ameboid hücrelerde tamamlanır. Atıklar, hücrelerden dışarı süngerin merkez boşluğuna difüze olur ve su ile oskulumdan ayrılır. Gazlar hücrelerle su arasında difüzyonla değiştirilir. Süngerlerin özelleşmiş sinir ve kas hücreleri olmasa da, akıntısız gözenekler etrafındaki bazı hücreler gözenekleri tıkayarak sudaki zararlı maddelere tepki oluştururlar. Süngerler eşeyli ve eşeysiz üreyebilirler. Eşeyli üremede, erkek ve dişi gametlerin her ikisi aynı süngerde oluşturulur. Bununla birlikte, kendi kendini dölleme meydana gelmez. Olgun sperm oskulum içinden süngerden ayrılır ve gözeneklerden diğer süngerlere çekilir. Yumurtalar peltemsi orta katmanda bulunur. Döllenmeden sonra, zigot dilinime başlar. Ancak, süngerlerde embriyonun gelişimi diğer hayvanlardakine benzemez. Sonuçta, serbest yüzen bir larva gelişir. Larva iç hücre katmanından geçer ve oskulumdan anne süngeri terk eder. Bir zaman sonra larva deniz zeminine tutunur ve ergin bir süngere gelişir. Eşeysiz üreme çoğunlukla tomurcuklanma ile meydana gelir. Ata sünger üzerindeki hücre grupları tomurcuklar oluşturmak için bölünürler. Sonunda tomurcuklar kopar ve yeni bireylere gelişirler. Uygun olmayan koşullar oluşduğunda, bazı tatlı su süngerleri gemmuleler denilen üreme yapıları oluştururlar. Gemmule dayanıklı bir dış örtü ile çevrili bir hücre grubundan ibarettir. Koşullar yeniden uygun hale geldiğinde, her bir 9 gemmule yeni bir süngere gelişir. Süngerler dikkate değer bir yenilenme yeteneğine de sahiptirler. Küçük parçalara kesilebilirler ve her bir parça yeni bir süngere gelişir. Şekil 2-2. Basit sünger anatomisi. Altalaem: EUMETAZOA / Radiata 3. CNIDARIA (COELENTERATA) ŞUBESİ-HİDRALAR, MEDÜZLER VE MERCANLAR 3-1 Genel Karakteristikleri Coelenterateler, Coelenterata şubesi, süngerlerden daha karmaşık bir organizasyon düzeyi gösterirler. Bu şube hidralar (Hydrozoa), denizanası (Scyphozoa), mercanlar (Anthozoa), zehirli denizanaları (Cubozoa) ve denizlalelerini (Crinoidea) içerir. Coelenterateler suculdur. Hidralar tatlı sularda yaşar, ancak diğer pek çok coelenterateler denizseldirler. Coelenteratelerde iki genel vücut formu bulunur. Polip form çoğunlukla bir yere bağlı yaşar ve yukarı serbest uçta bir ağız ve dokunaçları olan silindirik bir gövdeye sahiptir. Mercanlar ve hidralar polip örnekleridir. Diğer form, medüz, aşağıya bakan ağız ve dokunaçlı, ters dönmüş bir kase şeklindedir. Medüz çoğunlukla serbest yüzücüdür. Denizanası medüz vücut şekli gösterir. Bu iki vücut şekli farklı görünse de, dokunaçlarla çevrili küçük bir açıklığı, ağzı, olan boş bir keseden ibaret aynı temel yapıya sahiptirler. 10 Celenteratelerin çoğu radyal simetri gösterirler. 3-2 Yapıları ve Yaşamsal İşlevleri Coelenterateler doku düzeyinde bir organizasyon gösterirler. Büyük oranda proteinden oluşmuş mesoglea denilen peltemsi bir materyalle ayrılan iki hücre katmanı, ektoderm ve endoderm, vardır. Medüz formlarda, mesoglea vücut duvarının çoğunu yapar. Ektoderm hücreleri kasılıcı lifler içerir. Hareket bu liflerin kasılması ile başarılır. Ancak, serbest yüzücü formlar, denizanalarında, bu kasılmaların gücü suyun hareketini yenmek için yeterince kuvvetli değildir. Bu nedenle, denizanaları sudaki akıntılarla sürüklenirler. Cnidocyte veya Cnidoblast denilen özelleşmiş yakıcı hücreler coelenteratelerin karakteristiğidir. Cnidocytelerin Cnidocyteler içinde bir savunma sarmal iplik ve içeren besin yakalamak küçük, su dolu için kullanılır. kapsüller olan nematocystler vardır. Bir dokunaç üzerindeki bir Cnidocyte basınçla uyarıldığında, nematocyst boşaltılır. İplik çözülür ve ava dolaştırılır. Bazı nematocystler ava enjekte edilen ve onu felç eden zehir içerir. Av yakalanınca, dokunaçlar onu ağza tıkarlar. Cnidocytelerin hidradaki yapı ve işlevleri aşağıda değerlendirilmiştir. Şekil 3-1. Coelenteratelerin av yakalaması. Coelenteratelerin içsel vücut boşluklarına gastrovascular boşluk denir. Ağız ve anüs olarak hizmet gören tek açıklıktır. Hücre dışı sindirim bu boşlukta meydana gelir. Bu, endodermin bazı hücreleri tarafından bu boşluğa salgılanan enzimler tarafından yapılır. Besin kısmen sindirildiğinde, sindirimin besin kofullarında tamamlandığı endoderm hücreleri tarafından içeri alınır. Böylece, sindirim hem hücre dışı ve hem de hüre içidir. Coelenteratelerde solunum veya boşaltım sistemi bulunmaz. Oksijenin sağlanması ve atıkların boşaltılması difüzyonla olur. İlk gerçek sinir hücreleri coelenteratelerde bulunur. Bu sinir hücreleri, sinir impulslarını bütün yönlere gönderen bir sinir ağı oluşturur. Bu 11 hayvanlarda beyin yoktur, ancak dokunaçların hareketi eşgüdüm gösterir. 3-3 Hidrada Beslenme Hidra, tabandan dokunaçların ucuna kadar yaklaşık 5 mm uzunluğunda, diğerlerine oranla basit bir çokhücreli hayvandır. Gövdesi iki hücre katmanına sahip, içi boş bir silindirdir. Dış katman ektoderm ve iç katman endodermdir. Ağzını çevreleyen dokunaçlar denilen ısırıcı (yakıcı) hücreler içerir. Her bir dokunacın içi, sarmal bir oyuk iplik içeren nematocyst adı verilen bir kapsüldür. Hidra besinlerini dokunaçları ile yakalar. Bir su piresi ya da diğer bir küçük hayvan dokunaçlardan birine değdiğinde, nematocystler uzun iplikçiklerini dışarıya boşaltırlar. Bunların bir kısmı yakalanacak hayvancığın etrafını sararken, diğer bir kısmı bu hayvancığı felç eden zehir salgılar. Yine dokunaçların hareketiyle, besin ağza ve sindirimin başladığı gastrovascular boşluğa doldurulur. Hidrada sindirim, hücre içi ve hücre dışıdır. Ekstrasellüler sindirim hücre dışında olur ve daha sonra besin hücrelere absorbe edilir. Endodermdeki özelleşmiş hücreler gastrovascular boşluğa sindirim enzimleri salgılar. Bu enzimler besinleri kısmen parçalar. Diğer endoderm hücrelerinin kamçıları vardır ve bu organellerin dalgalanması besin taneciklerinin gastrovascular boşlukta dolaşmasını sağlar. Bazı endoderm hücreleri yalancı ayaklar oluşturur ve küçük besin taneciklerini yutar, ya da besin kofulu oluşturarak fagositozla içeriye alırlar. Sindirim, besin kofulları içinde, salgılanan enzimlerle tamamlanır. Hidra sadece iki hücre katmanı kalınlıkta olduğundan, sindirimin son ürünleri, endoderm hücrelerinden difüzyonla kolayca ektoderm hücrelerine geçerler. Atıklar ektoderm hücrelerinden doğrudan etraftaki suya difüze olurlar. Endoderm atıkları gastrovascular boşluğa geri difüze olurlar ve su akıntıları ile ağızdan dışarıya taşınırlar. Şekil 3-2. Obelia geniculata (Linnaeus, 1758), 3 hydranth ve 2 gonophore kolonisi. 12 3-4 Hidrada Dolaşım Hidra gibi basit çok hücreli hayvanlar da, bir dolaşım sistemi olmaksızın varlıklarını sürdürür. Hidra tatlı sularda yaşar. Vücutları içi boş bir torba gibidir. Vücut duvarı iki hücre katmanından meydana gelmiştir. Dış katman, ektoderm, su ortamı ile doğrudan temastadır. İç katman, endoderm, gastrovascular boşluğu astarlar. Su, ağızdan serbestçe bu boşluğa girip çıktığı için, endoderm de su ile doğrudan temastadır. Böylece, her iki hücre katmanı çözünmüş oksijen, karbondioksit ve atıkların değişimini sulu çevreleri ile difüzyonla doğrudan yapabilirler. Besinler, gastrovascular boşluktan aktif taşınım ve difüzyonla endoderm hücrelerine geçer. Dış ektoderm hücre katmanı, besinleri bitişik endoderm hücrelerinden difüzyonla absorbe eder. Bütün hücrelerde, besin ve diğer maddelerin dolaşımı siklosis ile sağlanır. Hidranın gerilip kasılmasıyla kas hareketleri materyallerin gastrovascular açıklık içinde dağıtılmasına yardım eder. Bu hareket gerekli materyalleri endodermin bütün hücrelerine taşır ve aynı zamanda atıkların endoderm yüzeyinin yakınında toplanmasını önler. Endoderm hücrelerinin kamcıları da materyallerin hareketine yardım eder. Böylelikle, hidrada, gastrovascular açıklık hem dolaşım hem de sindirim işlevine hizmet eder. 3-5 Hidrada Boşaltım Hidra çok küçük bir hayvandır ve öyle bir yapıya sahiptir ki hücrelerinin çoğu çevresindeki suyla temas halindedir. Bu nedenle karbon dioksit, amonyak ve mineral tuzları içeren metabolik atıklar, her bir hücrenin hücre zarından geçerek çevredeki suya verilir. Hidralar tatlısu organizmalarıdır ve su ozmozla hücrelerine girme eğilimindedir. Fakat hidra hücrelerinde kontraktil koful görülmemiştir. Fazla su aktif taşımayla hücre zarından dışarıya atılabilir. 3-6 Hidrada Hareket Süngerler dışında, diğer tüm çokhücreli hayvanlar gibi hidra, kasılma için özelleşmiş hücrelere sahiptir. Hidra sesil (bir yerde kalan) eğiliminde olmasına rağmen, ilkel kas lifleri gövdesinin çeşitli kısımlarını kasmasını ve birkaç yolla hareket etmesini sağlar. Mukus salgılayan hücrelerin ve amibimsi hücrelerin varlığı kaidesi üzerinde “kaymasını” sağlar. Kaidesini dokunaçları üzerinden takla attırarak hızlı bir şekilde hareket edebilir. Dokunaçlarını bir nesneye yöneltip, tutunarak ve daha sonra da kaidesini nesneye doğru çekerek de güçlükle yol alabilir. Hidra, kaidesinde bir hava kabarcığı üretebilir ve suyun üzerinde batmadan kalır. 3-7 Hidrada Uyum Hidranın sinir sistemi bir sinir ağı şeklindedir. Bu sistemde, sinir hücreleri vücut duvarının iki katmanı arasında düzensiz bir ağ oluşturur. Bu ağ vücut duvarındaki özel 13 reseptörleri kas ve salgı hücreleri arasında bağ kurarlar. Sinir impulsalarını denetleyen ya da eşgüdüm sağlayan bir beyin ya da sinirsel düğüm gibi organize bir merkez yoktur. Bunun yerine, bir dürtü vücudun herhangi bir parçası tarafından alındığında impulslar, uyarılan alandan sinir ağının tüm doğrultularına yavaşça dağılırlar. Böylece organizmanın tüm kas lifleri tepki verir, ancak bu tepki eşgüdüm gösterir. Örneğin, bir dokunaç bir besinle temasa geldiğinde, impulslar organizmanın tümüne yavaşça hareket eder. Tepki vermede,hayvan besine doğru uzanır ve dokunaçlar besini yakalamak ve ağıza doldurmak için eşgüdümsel olarak birlikte çalışırlar. 3-8 Mercanlar Mercanlar, omurgasız hayvanların Cnidaria şubesinin Anthozoa sınıfının denizlerde yaşayan üyeleridir. Mercanlar kolonilerde gelişen küçük poliplerdir. Poliplerin yapıları ve yaşamsal işlevlerinin çoğu hidra ile ilgili bölümlerde açıklanmıştır. Mercanlar salgıladıkları sert, kalsiyum içerikli bir iskeletle çevrilidir. Yalnız veya koloniler halinde yaşarlar. Vücutları ışınsal simetrilidir. Ağız çevrelerinde uzantılı dokunaçları vardır. Ağız ve kolları kaslarla açılıp kapanabilir. Küçük canlılarla beslenirler. Okyanusların sıcak, sığ kısımlarında, adalar ve büyük mercan resifleri, mercanların büyük kolonileri tarafından oluşturulur. mercanlar Yumuşak gibi mercanlar, çeşitleri boynuzsu mercanlar, vardır. Denizşakayıkları da dikenli bu mercanlar, sınıftandır. Bu gerçek canlıların iskeletlerine de mercan denir. Mercan iskeletlerinin binlerce yıl boyunca belli bir bölgede toplanması sonucunda mercan kayalıkları meydana gelir. Sıcak deniz diplerinde bulunan üyük taşlara yapışık olarak yaşarlar. Pek nadir olarak serbest yüzenlerine de rastlanır. Her bir mercan veya mercan ünitesi kalkerli bir kabuk içinde birbirine sıkı sıkı bağlanmış mercan hayvancıkları ihtiva eder. Mercanın vücudu sütun şeklindedir. Bu sütunun üstünde, kavrama yapıları ve merkezi ağzı taşıyan düz bir disk bulunmaktadır. Mercan, kabuğun içinde belli bir miktarda büzülebilir, ancak kabuğu terk edemez. Koloni bireylerinin kabukları birbirinden değişik şekillerdedir. Kalkerden meydana gelen kabuk kütlesi, sürgün şeklindeki üreme sonucu devamlı olarak büyür. Bu büyüme sırasında sadece kütlenin yüzeyindeki mercanlar canlı olarak kalır. Hem eşeyli, hem de ikiye bölünme veya tomurcuklanma ile eşeysiz olarak çoğalırlar. Eşeysiz olarak üreyenler ana koloniye bağlı kalırlar. Çoğu ayrı eşeylidir. Üreme hücrelerinin döllenmesi ana olur. Döllenme sonucu meydana hayvanın gelen içinde veya suda serbest kirpikli larva küçük bir kurtçuğa olarak benzer. Kirpikleriyle bir müddet serbest yüzdükten sonra kendini bir kayaya tespit eder. Gelişimini tamamlayarak polip haline gelir ve kalkerli bir iskelet salgılar. Tomurcuklanma ile üreyerek yeni polipler meydana getirir. Koloninin salgıladığı iskeletler yığın halini alarak, mercanlar hareket edemez olur. 14 Mercan katılıkta taş gibidir, denizin dibinde ise adeta bitki gibi biter. Denizin diplerinde rengarenk çiçek bahçelerini andırırlar. Suyun yüzünden yukarı çıkıp kuruyunca katılaşıp toprak olur. Bu özelliklerinden dolayı mercanlar uzun yıllar denizlerde büyüyen taş haline gelmiş çiçekler olarak sanıldılar. Günümüzde ise mercanlar, omurgasız hayvanlar sınıfında incelenmektedir. Şekil 3-3. Mercanların denizin diplerinde rengarenk çiçek bahçelerini andırması. Kaynaşan mercan iskeletlerinin zamanla deniz yüzeyine kadar yükselerek meydana getirdikleri uzun mercan kayalarına resif denir. Bazen de halka şeklini alarak ortası deniz olan adalar meydana getirirler. Bunlara da atol denir. Mercan kayalıklarının meydana gelebilmesi için suyun ılık olması lazımdır. Norveç batı sahillerinde olduğu gibi soğuk iklim bölgelerinde de mercan kayalıklarına rastlanmaktaysa da, mercan kayalıklarının en çok bulunduğu yerler, Afrika'nın doğu sahillerinden Büyük Okyanusdaki Hawaii Adaları arasındaki bölge ile Bermuda'dan Brezilya'ya kadar olan bölgelerdir. Akdeniz ve Kızıldeniz gibi sıcak enizlerde de yaşarlar. Akdeniz'de de çalı veya ağaç biçimli koloniler halinde, 200 metrelik derinliklerde bulunurlar. Şekil Şekil 3-4. Mercanların resif oluşturması. 15 Üç tip mercan kayalığı vardır. Bunlardan birincisi sahile yakın bölgelerde bulunur. İkincisi sahilden uzakta açık denizde, üçüncü de sığ sularda bulunur. En meşhur mercan kayalıkları Avustralya'nın olan Büyük Set kuzeydoğu Resifi'ndir. sahillerinde Mercanların renk bulunan ve ve görünüşleri uzunluğu çeşitlidir. 2000 km Çimen, yelpaze, ağaç dalı şeklinde olanları vardır. Kırmızı, yeşil, turuncu, beyaz, çizgili ve desenli de olabilirler. Çok eskiden beri mercan iskeletlerinden süs eşyası yapılmaktadır. Kolye, gerdanlık, küpe, tesbih gibi eşya imal edilir. Kırmızı mercan en meşhurlarıdır. Şekil 3-5. Büyük Set Resifi, Avustralya. 3-9 Aurelia’nın Yaşam Döngüsü Aurelia, Scyphozoa sınıfı, Semaostomeae Takımı, Ulmaridae familyasının yaygın bir denizanası cinsidir. Yaşam döngüsü medüz ve polip formların her ikisini içerir (Şekil 232). Denizanasının peltemsi vücudu kumsallarda yaygın olarak görülen şekildir. Koruyucu dokunaçlar şemsiye benzeri gövdenin kenarından asılırlar. Aurelia’da eşeyler ayrıdır, ancak erkek ve dişi benzerdir. Erkek denizanasından spermler çevredeki suya salıverilir. 16 Bazı sperm hücreleri döllenmenin meydana geldiği dişi bir denizanasının gastrovascular boşluğuna girer. Gelişmenin ilk dönemi zigot dişiye bağlı iken meydana gelir. Bu zigot planula denilen küçük bir yumurta şeklinde, kirpikli larvaya gelişir. Planula bir süre serbest yüzücüdür. Ardından deniz zeminindeki bir kayanın ucuna veya diğer yapılara tutunur. Bu larva tutunmadığı uçtan bir ağız ve dokunaçlar geliştirir ve bir polip olur. Bu polip, sonunda denizanaları oluşturmak için eşeysiz olarak ürer. Bu, bir dizi yatay bölünmelerin polipi çay tabağı istifine benzettiği, güzün ve kışın meydana gelir. Bu çay tabağı şeklindeki yapılar, birer birer, üst kısımdan kopar ve tam büyüklükteki denizanalarına gelişirler. Medüz formunun polip formu ile değişimi bazı coelenteratelerin karakteristiğidir. Denizanası evresi yumurtalar ve sperm üreterek eşeyli olarak ürer ve o polip evresine neden olur. Polip evresi tomurcuklanma ile eşeysiz olarak ürer ve medüz evresine neden olur. ERKEK DİŞİ gonadlar sperm EŞEYLİ ÜREME ZİGOT (dişinin kollarında gelişir) olgunlaşmamış denizanası Planula larva EŞEYSİZ ÜREME planula yerleşir Şekil 23-2. Aurelia’nın Hayat Döngüsü polip geleceğin deniz analarını meydana getirir polip polip meydana gelir Şekil 3-6. Aurelia sp. yaşam döngüsü. Şekil 3-7. Ay denizanası, Aurelia aurita (L., 1758) 17 Altalaem: Eumetazoa / Radiata 4. Ctenophora, Taraklılar Şubesi Taraklılar (Ctenophora), çoğu serbest olarak denizlerde yüzen, bazıları sesil (sabit) yaşayan, vücudu ışıldayan ve jelatinimsi yapıda olan canlılar şubesidir. Bir çoğunda besin yakalamada kullanılan yapışkan kolloblast hücrelerini içeren dokunaçlar bulunur. Vücutlarında ışınsal simetrik olarak dizilmiş 8 adet silli bant bulunur. Tarak dişi gibi dizilmiş sillerin oluşturduğu bu bantların her biri bir kaburga veya plak şeklindedir. Hareket, yüzme plakları adı verilen bu yapılar üzerindeki sillerin yardımıyla sağlanır. İlkel yapılı olanlarında vücut, küre veya yumurta şeklindedir. Vücudun ön ucunda ağız, diğer ucunda ise, apikal duyu organı bulunur. Besin olarak fitoplanktonları tüketen etobur hayvanlardır. Sindirim sistemleri dallanmış birçok kanaldan oluşur. Yutağın içinden itibaren hücre dışı sindirime uğrayan besinler mide ve kanallara iletilir. Burada hücre içi sindirim olur. Sindirilmemiş besin atıkları ağız veya anal kol yoluyla vücuttan atılır. Sindirim kanalının çeperinde yer alan hücre rozetleri denilen yapılar ile vücutta su düzenlenmesi ve boşaltımı yapılır. Bu hayvanlarda ağız çevresinde ve tarak sıralarının kaidesinde yoğunlaşan ektodermal sinir ağı radyal sinirleri oluşturur. Duyu hücreleri epidermis tabakasının içinde bulunur. Taraklı hayvanlarda özel bir dolaşım sistemi, solunum organları bulunmaz. Vücutta sölom bulunmaz. Gastrovasküler boşluk dolaşım ve sindirim işlerini birlikte yapar. Taraklıların vücudunda bulunan gonadlar, biri ovaryum, biri testis olarak, iki bant şeklindedir. Genellikle yumurta ve spermler porlar ile dışarı atılırlar. Döllenme su içinde olur. Sürtünme hareketi yapan türlerde eşeysiz üreme görülür. Şekil 4-1. "Ctenophorae" from Ernst Haeckel'sKunstformen der Natur, 1904 18 Altalaem: Eumetazoa / Bilateria / Acoelomates, Sölomsuzlar 5. PHYLUM PLATYHELMINTHES—YASSISOLUCANLAR ŞUBESİ 5-1 Genel Karakteristikleri Yassısolucanlar, Platyhelminthes şubesi, bilateral simetri gösteren basit hayvanlardır. Ek olarak, yassısolucanlar belirli baş ve kuyruk bölgeleri gösteren en basit omurgasızlar grubudur. Yassisolucanlar organ ve organ sistemi düzeyinde organizasyon gösteren en basit hayvanlardir. Vücutları yassılaşmış olduğundan bu hayvanlara yassısolucanlar denir. Yassısolucanların üç büyük grubu vardır, bunlar planaria gibi serbest yaşayan yassısolucanlar; asalak karaciğer solucanları ve asalak şeritleridir. Serbest yaşayan yassısolucanlar çoğunlukla suculdur ve tatlı ve tuzlu suda bulunurlar. 5-2 Yapı ve yaşamsal İşlevleri Yassı solucanda vücut üç ayrı katmandan-ektoderm, mezoderm ve endodermden oluşur. Bu dokular organlara ve organ sistemlerine organize olmuştur. Böylece, yassısolucanlar organ ve organ sistemi düzeyinde organizasyon gösteren en basit hayvanlardır. Planaryalar. Planaryalar, Turbellaria sınıfı, tipik bir yassısolucan örneği olarak ele alınacaktır. Planaryalar dipteki yapraklar, kayalar ve kütüklere tutundukları tatlı su akıntıları ve gölcüklerde bulunur. Bu hayvanlar gri, kahverengi veya siyah renkte ve 5 ile 25 milimetre uzunluktadır. Üç oluşturamazlarsa köşeli da, baş bu bir çift hayvanın göz benekleri kaçındığı ışığa içerir. karşı Bu gözler duyarlıdırlar. görüntü Planarya çevresinde serbest hareket edebilir ve bir akarsuya bırakılan bir karaciğer parçası birkaç dakikada planaryalarla kaplanır. Planaryanın hareketi, vücudunun altı bu hayvanı ileriye doğru süren mikroskobik sillerle kaplı olduğundan bir yüzey üzerinden kayma gibi görünür. Kaslar, şekillerini veya hareket yönlerini değiştirmelerine olanak verir. Planaryalar bir ağız, yutak ve fazlaca dallanmış bağırsaktan ibaret bir sindirim sistemine sahiptir. Kaslı yutak, yiyim içim ağız açıklığına kadar uzanabilen bir borudur. Ağız vücudun alt tarafının orta çizgisinde bulunur. Planaryalar canlı veya ölü küçük hayvanlarla beslenir. Yutak küçük besin kırıntılarını sindirim boşluğuna emebilir. Bağırsak çok fazla dallanmıştır. Sindirimin çoğu, bağırsağı astarlayan hücrelerin besin kofullarında meydana gelir. Sindirilmiş besin vücut hücrelerine difüze olur. Sindirilemeyen materyaller yutak ve ağızdan dışarı atılır. 19 Şekil 5-1. Planarya anatomisi. Planaryaların isklet, dolaşım ve solunum sistemi yoktur. Oksijen ve karbondioksit basit olarak bireysel hücrelerin içine ve dışına difüze olur. Ancak, vücut boyunca uzanan bir borucuklar dizisinden ibaret bir boşaltım sistemine sahiptirler. Borucukların yan dalları vücuttan fazla suyu ve sıvı atıkları uzaklaştıran ve kanallara geçiren alev hücreleri denilen hücrelere sahiptir. Bu kanalların içeriği, sırtsal yüzeydeki küçük boşaltım delikçiklerinden solucanın dışına geçer. Sinir sistemi göz beneklerinin altında küçük bir beyin içerir. Beyinden, vücudun her iki yanında uzanan iki sinir sicimi çıkar. Enine bağlantı sinirleri sinir sistemini bir el merdivenine benzedir. Merdiven şeklindeki bu sinir sistemi planaryanın dürtülere eşgüdümsel bir biçimde tepki vermesine olanak verir. Planaryalar çok iyi gelişmiş bir üreme sistemine sahiptir. Hermafroditik olsalar da, kendi kendini dölleme meydana gelmez. Bunun yerine, iki planarya çiftleşir ve sperm değiştirir. Döllenme içseldir ve kısa bir süre sonra, döllenmiş yumurtalar kapsüller içinde dökülürler. Birkaç haftada, bu yumurtalardan ergine gelişen küçücük kurtçuklar çıkar. Planaryalar oldukça küçük bir bölütten bütün bir hayvana yenilenebilirler. Kuyruk ucunu baş ucundan ayırarak bölünmeyle eşeysiz olarak da üreyebilir. Her bir yarım kayıp yapıları yeniler. Karaciğer solucanları. Karaciğer solucanları (sülükleri) Trematoda sınıfından asalak yaşayan yassı solucanlardır. Solucanın vücudu bu asalağı konukçusunun enzimlerinden koruyan kalın bir kütikül ile kaplıdır. Karaciğer solucanlarının kendilerini konukçunun dokularına tutturdukları emicileri vardır. Konukçudan sağladıkları besinler zaten yıkılmış olduğundan iyi gelişmiş bir sindirim sistemine gereksinimleri yoktur. Kan solucanı tipik bir asalak yassı solucandır. İnsanlarda, bu asalak schistosomiasis denilen bir hastalığa neden olur. Ergin kan solucanı yaklaşık 1 santimetre boyundadır ve insanın bağırsak damarlarındaki kanda yaşar. Burada, sindirim atıklarıyla vücuttan dışarı geçen binlerce yumurta bırakır. Yumurtalar suya indiklerinde, 20 içlerinden serbest yüzen larvalar çıkar. Ardından eşeysiz olarak üredikleri salyangozların vücuduna girerler. Yeni bireyler salyangozlardan ayrılır ve akarsuları, çeltik tarlalarını ve sulama hendeklerine bulaşırlar. İnsanların üzerlerine teması ile, bu sülükler deriyi deler ve üreme döngülerini yeniden başlatırlar. Kan solucanları kan kaybına, ishale ve fazla ağrıya neden olurlar. Şeritler. Şeritler Cestoda sınıfından asalak yaşayan yassı solucanlardır. İnsanlara bulaşabilen sığır şeridi, uzun kurdele benzeri yassı solucandır. Erginleri 4 ile 9 metre boyda olabilmektedir. Bu yassı solucanlar boşaltım ve sinir sistemleri ile çok iyi gelişmiş üreme sistemine sahiptirler. Ağız ve sindirim sisteminden yoksundurlar. Şeritler asalak olarak bağırsakta yaşar ve sindirilmiş besinleri derilerinden absorbe dereler. Topuz şeklindeki baş ya da scolex üzerindeki emiciler bu yassı solucanı yerinde tutarlar. İnsan Domuz şeridi gibi bazı şeritlerin emiciler yanında çengelleri de vardır. Baş ve boynun aşağısında proglottidler denilen dördül vücut bölütleri vardır. Bu bölütler boyun bölgesinden tomurcuklanma ile sürekli olarak üretilirler. Temelde sperm ve yumurta üreten proglottidler üreme yapılarıdır. Dönemsel olarak, uç bölütler, 100,000 dolayında döllenmiş yumurta ile dolar, ayrılır ve konukçunun dışkısına geçer. Sığırlar yumurtaların bulaştığı besinleri yerlerse, bu yumurtalar bağırsakta larvalara gelişirler. Bu larvalar delerek kan damarlarına girerler ve hareketsiz bir kapsül oluşturdukları kaslara taşınırlar. İnsanlar iyi pişmemiş sığır eti yediklerinde bulaştırılmış olurlar. Larvayı kuşatan kapsül küçük şeridi serbest bırakarak sindirilir. İnsan şeritleri gerekli besinleri absorbe ederek rahatsızlığa neden olur ve gerçekten besilerin bağırsaktan geçişini engelleyebilir. Şekil 5-2. İnsanlara bulaşabilen sığır şeridinin konak döngüsü. 21 Alt Alem: EUMETAZOA / Pseudocoelomates: Yalancısölomlular Bölüm: Bilateria (Bilateral Simetrili Hayvanlar) 6. Şube Nemertea - Rhynchocoela (Hortumlu Solucanlar) Rhynchocoela ya da Hortumlusolucanlar; Nemertinleri ya da kurdelesolucanlarını kapsayan gruptur. Parazit olmayan, genellikle denizlerde yaşayan canlılardır. Vücutları uzayıp, yassılaşmıştır ve yüzeyi silli epitel ile örtülüdür. Proboscis adı verilen organlara sahiptirler. Asölomat yapıda, ağız ve anüs bulunduran bir sindirim sisitemleri vardır. Basit bir üreme yapıları ve kapalı dolaşım sistemleri vardır. Yaklaşık 650 türü bulunan bir omurgasızlar şubesidir. Şekil 6-1. Parborlasia corrugatus, hortumlusolucan, süngerleri, denizanalarını, denizşakayıklarını ve balıkları yemek için deniz tabanını tarayan bir leşçildir. Bu fotoğraf Antarktika’da Ross Denizinde, deniz buzulunun 5 metre altında çekilmiştir (Kaynak. Wikipedia). Nemertea üyelerinin çoğunluğu denizlerde bir kısmı karada yaşar. Vücut genellikle yassı ve uzun bir kurtçuk şeklindedir. Vücudun yüzeyi silli epitelyum ile örtülüdür. Nemertea'da bağırsağın dorsalindeki bir oyuk içinde yer alan ve proboscis adı verilen karakteristik bir organ bulunur. Sindirim kanalı ağız ve anüs içerir. Sinir sistemi, ağzın üstünde yer alan bir çift serebral gangliyon ile buradan çıkan, vücudun iki yanında ve dorsal orta kısmında, arkaya doğru uzanan üç adet sinir şeridi içerir. Kapalı bir kan dolaşım sistemine sahiptir. Boşaltım organı olarak protonefridyumları vardır. Vücut boşluğu parankimatik doku ile doludur. Ayrı eşeylidirler. Gonatları bağırsağın iki yanında vücut boyunca sıralanır. Nemertea'da döllenme vücut dışında meydana gelir. Yumurtaları sprial segmentasyon geçirir. Bazı türleri parçalanma ve regenerasyonla eksik kısımlarını tamamlama biçiminde ürerler. Birkaç yaygın türü ise ilkbahar ve yaz aylarında parçalanma yoluyla eşeysiz, suyun ısısı düşmeye başlayınca da eşeyli olarak ürer. Larva formuna sahip olanlarda pronktonik pilidyum larvası görülür. Tanımlanmış olan 900 dolayında türü bulunmaktadır. Çok sayıda küçük formlarının yanında boyları iki metreyi bulan türleri de vardır. Nemertea şubesi Anopla ve Enopla olmak üzere iki sınıfa ayrılır. 22 Larva Şekli ve Başkalaşım. Nemertea da çoğunlukla yumurtadan ergine benzeyen bireyler çıkar. Bazılarında pelajik pilidyum larvası görülür. İtfaiyeci şapkasını andıran bu larvanın üst kısmında bir sil demeti bulunur. Hareketsiz olan bu kısım ise sillerler örtülüdür. Pilidyum larvası içinde beş ektodermal kese oluşur. Sonunda bunlar birleşerek bağırsağın çevresinde bir çukurluk meydana getirirler. Larva disk amnion zarının tabanında oluşur. Gelişimini amnion zarı içinde tamamlayan genç fert, pilidyumu terk etmeden önce, arta kalan larval dokuları emdikten veya attıktan sonra, olgun bir fert halini alır. Pseudocoelomates, Yalancı Sölomlular ÜstŞube: Ecdysozoa 7. Şube: Nematomorpha Nematomorpha ya da Kılımsısoluncanlar (Atkılı Solucanları): Nematod benzeri parazitlerin küçük bir grubudur. Aşırı şekilde incelmiş, boyları bir metreye kadar uzayabilen, kahverengi ya da siyah solucanlardan oluşan bir omurgasız hayvanlar şubesidir. Yalancı sölom bulundururlar, ayrı eşeylidirler. Larval evrelerini eklembacaklıların vücut boşluğunda parazit oarak geçirirler. Erginler serbest yaşar, sindirim kanalları yoktur bu nedenle beslenmezler, buna rağmen birkaç ay yaşayabiler. Yaklaşık 350 türü bilinmektedir. Şekil 7-1. Spinochordodes tellinii ve onun uzun antenli çayır çekirgesi (katylid) konağı. 8. Şube Tardigrada Tardigrada: Su ayıları, sakal hayvancıkları, yavaşadımlılar (Latince tardus yavaş; gradi adımlamak); ince segment ve kutikula bulunduran, 4 çift kısa bacağı olan omurgasız hayvanlar şubesidir. Mikroskobik canlılardır. Tatlısularda ve nemli alanlarda yaşarlar. Vücutları genel görünüşüyle silindir şeklinde, karın tarafları düzdür. Koni şeklinde uç baş sayılır, ayrıca bir baş oluşumu görülmez. Solunum organları yoktur. Ayrı eşeylilerdir. Vücut hücreleri sabittir. Yaklaşık 1,150 türü bilinmektedir. Olağan üstü ortam koşullarına dayanıklıdır. Genlerinin incelenmesi sonucu, önce tatlı suda ortaya çıkan tardigradein yüksek adaptason becerisiyle toprağa geçtiği düşünülmektedir. Uzayda yaşayabildiği keşfedilmiştir. 23 Şekil 8-1. Bir Tardigrada, Su ayısı ya da yavaşadımlı hayvan. 9. Şube Priapulida Priapulida veya Priapula, penis kurtları: Bu şubenin 18 türü bilinmektedir. Bireylerinin vücut boşluğuna geri çekilebilen ve beslenmek için ileri uzayan büyük ön bölümeleri vardır. Büyük türleri karnivordur, av kovalarlar. Çamurlu ve derinliği 90 metreyi geçmeyen nispeten sığ sularda yaşarlar. Bazı türleri hidrojen sülfüre ve yetersiz oksijen koşullarına dikkate değer bir dayanma gösterir. Şekil 8-1. Denizd tabanında bir Priapulida bireyi. 10. Şube Rotifera Rotifera, çarklı hayvanlar ya da tekerlekli hayvanlar; solucan benzeri mikroskobik omurgasız hayvanlar şubesidir. Tatlısularda bulunurlar. Vücut, gövde ve ayaktan 24 oluşurlar. Sindirim sistemleri gelişmiştir. Başlarında halka şeklinde bir sil demeti bulunur. Bu siller hareketleri sırasında tekerlek görüntüsündedirler. Rotifera'da erkek bireyler çok küçülmüş ya da yokturlar. Yaklaşık 1.500-2.000 türü bilinmektedir. Günümüzde kalkan, mercan, çipura gibi deniz balıkları ile karides, yengeç, istakoz gibi krastacea larvalarının beslenmesinde rotiferlerden Brachionus plicatilis (Müller, 1786) (Rotifera: Monogononta: Ploimida: Brachionidae) çok büyük öneme sahiptir. Her ne kadar son yıllarda mikrokapsül yem denemesi önemli ilerlemeler kaydetse de rotiferler larval beslemede kaçınılmaz canlı yem olmaözelliğini devam ettirmektedir. Son yıllarda mikropartikül yemler ilk beslenme periyodunda devreye girse de ilk haftalarda canlı yemlerin kullanılması, larvaların büyüme ve yaşama oranının artırılması açısından önemlidir. İlk çalışmalarda doğal sulardan zooplankton toplanarak bazı balıkların larvaları yetiştirilmeye çalışılmıştır (May,1971). Bu çalışmalar laboratuar düzeyinde az sayıda larva üretimi için başarılı sonuçlar vermiş ise de ticari amaçlı bir üretim için yeterli olamaz. İşte bu aşamada insan kontrolü altında bol miktarda üretilebilen ve larvaların alabileceği boyutta bir zooplankton üretimine ihtiyaç duyulmuş ve ilk olarak 1960 yılında bir Japon araştırıcı olan ITO tarafından yapılan çalışmalar sonucunda rotiferlerden Brachionus plicatilis‘in kültürünün yapılması başarılmış ve deniz balıkları larvalarının beslenmesinde kullanılmıştır (Fulks ve Main, 1991). Japonya başta olmak üzere birçok ülkede kültür amacıyla rotiferlerin biyolojisi ve optimum kültür koşullarının belirlenmesine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Günümüzde halen rotiferlerin hem kitle üretimi hem de besin içeriğince zengin olması için yapılan çalışmalar devam etmektedir. Şekil 10-1. Brachionus plicatilis (Müller, 1786) 25 11. NEMATODA ŞUBESİ-YUVARLAK SOLUCANLAR 11-1 Genel karakteristikleri Nematoda: Yaklaşık 80.000 türü tanımlanmıştır ve bunların 15.000 asalaktır. Toplam tür sayısının birkaç yüz bin olabileceği tahmin edilmektedir. Nematoda şubesi ince, bilateral simetrili yuvarlak solucanlardan ibarettir. Uzamış, silindirik vücutları her iki sonda uca doğru sivrilmiş ve dayanıklı kütikül ile örtülüdür. Boyları 1 milimetrenin altından bir metrenin üzerine değişir. Yuvarlak solucanların çoğu serbest yaşarken, diğerleri asalak olarak yaşar. Serbest yaşayan formlar tatlı suda, tuzlu suda ve toprakta bulunur. Alglerle, bitki özsuyu ile ve çürüyen organik maddelerle beslenirler. Asalak formlar pek çok bitki ve hayvan çeşidinin üzerinde veya içinde yaşar. Yuvarlak solucanların çevredeki gerçek miktarları şaşılacak kadar fazladır. Bir kürek dolusu bahçe toprağında bir milyon veya daha fazla nematodların bulunduğu tahmin edilmektedir. Yaklaşık 80.000 türü tanımlanmıştır ve bunların 15.000 türü asalaktır. Toplam tür sayısının birkaç yüz bin olabileceği tahmin edilmektedir. Daha fazla bilgi Wikipedia 11-2 Yapı ve yaşam İşlevleri Yassı solucanların aksine, yuvarlak solucanların boru şeklindeki sindirim sisteminin iki açıklığı vardır. Besin, ön uçtaki ağızdan alınır ve sindirilmemiş materyaller arka uçtaki anüse geçirilir. Yuvarlak solucanlar iki açıklığı ve vücut tasarında bir boru içinde bir boru olan tam bir sindirim sistemine sahip en basit hayvanlardır. Nematodların dolaşım ve solunum sistemleri yoktur. Sinir sistemi gibi basit bir boşaltım sistemleri vardır. İyi gelişmiş kaslar nematodların karakteristik kamçı tarzındaki hareketine olanak veren vücut duvarında bulunur. Nematodların çok iyi gelişmiş üreme sistemleri vardır. Eşeyler ayrıdır ve döllenme dişinin vücudunda meydana gelir. Serbest yaşayan formlarda, kalın bir kabukla çevrili döllenmiş yumurtalar toprağa bırakılır. Yumurtadan yeni çıkmış yavru ergini andırır. Şekil 11-1. Caenorhabditis elegans yuvarlak solucanların model türü. 26 11-3. İnsanlarda Asalak Yaşayan Yuvarlak Solucanlar Trişin, filaria, askarit ve kancalıkurt insanlara bulaşan asalak yuvarlak solucanlardır. Trişin insanlarda trichinosis’e neden olan nematoddur. Trichinella spiralis, aslında farelerin bir parazitidir. Bununla birlikte domuz, ayı, kurt, at, aslan, leopar, kedi, köpek ve bunların pişmemis etlerini yiyen insan ve hayvanlarda da enfeksiyona neden olan bir parazittir. İnsanların ve memeli hayvanların barsak ve dokularını enfekte eder. Tüm dünyada domuz etinin sık yendiği ülkelerde, özellikle Amerika, Avrupa ve Rusya’da sık rastlanır. Domuz etinin tüketilmediği ülkelerde, Asya ve Afrika’da pek bulunmaz. Ergin trişin solucanlar domuzların bağırsağında yaşar. Bu solucanlar ürediğinde, meydana gelen larva domuzun kaslarına akın ederler. Yaklaşık 1 milimetre uzunluğa kadar gelişirler ve ardından kıvrılır ve sert kistlerin içinde kuşatılırlar. Organizmaları öldüremeyecek, yeterince iyi pişmemiş domuz eti bir insan tarafından yenirse, sindirim enzimleri kistlerden larvaları serbest bırakır. Larvalar insan bağırsaklarında erginlere gelişir ve eşeyli olarak ürerler. Bu yeni larvalar domuzlardaki larvalar gibi kan damarlarına ve kaslara giderler. Bu yuvarlak solucanların kaslardaki hareketleri şiddetli ağrıya neden olur ve kaslarda kalıcı zarara neden olabilir. Trişinozdan domuz etinin tamamen pişirilmesi ile kolaylıkla sakınılabilmektedir. Domuzlar pişmemiş bulaşık et artıkları ile beslendiklerinde bulaştırılmış olurlar. Bugün domuz yetiştiriciliğinde daha sağlıklı ürünler kullanıldığından, trişinoz artık o kadar çok yaygın değildir. Şekil 11-1. Trişin, Trichinella spiralis, insanlarda trichinosise neden olan nematoddur. Filaria solucanları fil hastalığı denilen bir hastalığa neden olur. Bu solucanlar tropikal ve subtropikal bölgelerde bulunan bir sivrisinek türü tarafından taşınırlar. Bu solucanlar bulaşık bir sivrisineğin sokmasıyla insanlara yayılır. İnsan vücudunda filaria solucanları lenf damarlarını tutarak ve sıvı birikmesine ve dokuların şişmesine neden olarak kılcal sisteme akın ederler. Enfekte olan vücut alanı anormal olarak büyür ve bu dokular çok 27 fazla zarara sokulur. Lenfal dokularda, bu solucan kan dolaşımına giren larvaları oluşturan eşeyli olarak ürer. Bir sivrisinek bulaşık bir insanı ısırdığında bulaştırılır. Larvalar sivrisineğin içinde erginleşir ve enfeksiyon bu bulaşık sineğin ısırmasıyla yayılır. Şekil 11-2. Filaria neden olan Wuchereria bancrofti parazit türün yaşam döngüsü. Askarit asalak yaşayan en yaygın yuvarlak solucanlardan biridir. En çok çocuklarda bulunan çok küçük bir solucandır. Ergin askaritler kalın bağırsakta yaşar. Dişi solucanlar yumurtalarını anüs bölgesine bırakır. Yumurtaların varlığı kaşıntıya neden olur. Çocuk kaşındığında, bazı yumurtalar parmaklarına gelir. Çocuklar yıkanmamış parmaklarını ağızlarına koyduklarında kendi kendilerini yeniden bulaştırırlar. Askaritler sadece birkaç hafta yaşarlar. Böylece, temizlenme ile yeniden bulaşma önlenirse, askaritler kısa bir süre içinde bağırsaktan kaybolurlar. Şekil 11-3. Askarit en çok çocuklarda bulunan çok küçük bir solucandır. Ascaris life cycle: Adult worms (1) live in the lumen of the small intestine. A female may produce approximately 200,000 eggs per day, which are passed with the feces (2). Unfertilized eggs may be 28 ingested but are not infective. Fertile eggs embryonate and become infective after 18 days to several weeks (3), depending on the environmental conditions (optimum: moist, warm, shaded soil). After infective eggs are swallowed (4), the larvae hatch (5), invade the intestinal mucosa, and are carried via the portal, then systemic circulation and/or lymphatics to the lungs . The larvae mature further in the lungs (6) (10 to 14 days), penetrate the alveolar walls, ascend the bronchial tree to the throat, and are swallowed (7). Upon reaching the small intestine, they develop into adult worms (8). Between 2 and 3 months are required from ingestion of the infective eggs to oviposition by the adult female. Adult worms can live 1 to 2 years. no data less than 10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100 100-120 120-140 140-150 more than 150 Şekil 11-4. Disability-adjusted life year for ascariasis per 100,000 inhabitants in 2002 Kancalıkurt en yaygın olarak sıcak iklimlerde bulaştırılmış topraklarda yalınayak dolaşan insanlara bulaşan bir nematoddur. Kancalıkurt ince bağırsakta yaşar ve yumurtaları dışkı ile vücuttan ayrılır. Lağım boşaltımı yeterli olmadığında, insanların onlarla temasta olduğu toprakta bu yumurtalardan larvalar çıkar. Larvalar çıplak ayak derilerini deler. Vücutta dolaşım sistemiyle akciğerlere taşınırlar. Akciğerleri deler, öksürülüp çıkarılırlar, yutulur ve bağırsak çeperinden kan emdikleri ince bağırsağa tekrar geçerler. Kancalıkurt enfeksiyonunun belirtileri kansızlık ve enerji yokluğudur. Asalak olarak yaşayan solucanların neden olduğu hastalıkların geniş yayılışı vardır, ancak pek çoğu uygun kişisel hijyen, yeterli sağlık koruması ve besinlerin tam pişirilmesi ile kontrol edilebilmektedir. Bu asalakların kontrolünde bazı ilaçlar da faydalı olmaktadır. Şekil 11-5. Kancalıkurt ince bağırsakta yaşar ve yumurtaları dışkı ile vücuttan ayrılır. 29 Şekil 11-6. İhmal edilmiş en yaygın 7 tropikal hastalığın: Askarit, Kancalıkurt enfeksiyonu, trişüryaz (trichuriasis), şistozomiyaz (schistosomiasis), fil hastalığı (lymphatic filariasis), Afrika nehir körlüğü (onchocerciasis) ve trahom (trachoma) coğrafik örtüşmesi ve yayılışı (Hotez et al. 2009). Cehennem kurdu" bilimadamlarını şok etti! Güney Afrika'daki altın madenlerinde bulunan yeni bir tür canlı, bilim dünyasını büyük şaşkınlığa uğrattı, çünkü... 16:31 | 03 Haziran 2011 Amerikalı bilimadamları, Güney Afrika’daki altın madenlerinde buldukları yeni bir tür kurtçuğun, Dünya’da en derinde yaşayan kara hayvanı olduğunu açıkladılar. ABD’nin prestijli Princeton Üniversitesi liderliğindeki bir uluslararası ekip, "Halicephalobus mephisto" adı verilen yeni tür kurtçukların, yüzeyden 3,5 km aşağıda bulunduğunu belirtti. Keşiften önce sadece tek hücreli bakterilerin bu kadar derinde yaşayabileceğini düşünen bilimadamları, bakteriyle beslenen, 700 metre ile 3,5 km arasındaki çeşitli derinliklerde bulunan bu kancalı kurdun sadece 0,5 mm boyunda olduğunu ve yüzeyden bu kadar aşağıda çatlaklar arasından sızan 48 santigrat derecelik suda yaşadığını kaydettiler. Bulgularını Nature dergisinde yayınlayan araştırmacılar, keşiflerinin dünya dışı yaşam arayışları ve astrobiyoloji için de önemli yansımaları olacağını belirterek, özellikle Mars’ta eskiden yaşam varsa, şimdi Kızıl Gezegen’in iyice derinlerinin incelenmesi gerektiğini kaydettiler. Amerikalı bilimadamları, Mars’taki yaşam evrilmesinin yeraltında devam ediyor olabileceğinin altını çizdiler. COELOMATES, SÖLOMLULAR Sölom (coelom, çoğul coelomata) çoğu çok hücreli hayvanlarda temel vücut boşluğuna karşılık gelmekte ve sindirim kanalı ve diğer organları kuşatıp içine alan vücudun içinde yer almaktadır. Gelişmiş hayvanlarda, mesodermal epitelyum ile astarlanmıştır. Yumuşakçalar gibi diğer bazı hayvanlarda, farklılaşmadan kalmıştır. Terim genelde hayvanların dışını kaplayan epidermis'le karın boşluğunun iç organları oluşturan dış kısmının arasında kalan boşluğu ifade eder. Sölom mesodermden türemiş epitelyum kaplı boşluktur. Sölomda oluşan organlar vücut duvarından bağımsız olarak serbestçe büyür, gelişir ve hareket eder. İçindeki sıvı, organlar için yastık görevi görür ve onları şoklara karşı korur. Eklemacaklılar ve yumuşakçalar indirgenmiş söloma sahiptir, bu sölom gerçek sölomdur. Bunun yanında bu canlıların asıl vücut boşluğu açık dolaşım 30 sisteminiiçeren hemosöldür. Memeli embriyosu iki tane sölom boşluğuna sahiptir: embriyoiçi sölom ve embriyodışı sölom Şekil 13-2. Sölom ve kuşatığı vücut kısımları. 12. Onychophora: Kadife kurtları (the velvet worms, onychophora- tırnaklılar) ya da Kütükayaklılar: İki familyada yaklaşık 180 türe sahip, eklembeceklılara akraba küçük bir ecdysozoan şubesidir. Bu belirsiz bölütlü organizmaların ufacık gözleri, çoklu bacak çiftleri ve sümük bezleri vardır. Çoğunlukla bacaklı böcek kurtları, kelebek tırtılları ve sümüklüböceklerle karıştırılırlar. Çoğu Güney Yarıkürenin tropikal bölgelerinde yaygındır. Yapışkan bir mukus fışkırtarak yakaladıkları, böcekler gibi küçük hayvanları avlarlar. Çağdaş zoolojide ilginç çiftleşme davranışı ve canlı yavru taşıma ile ünlenmişlerdir. Vücutları saydam, üreme bölgeleri silli, vücut duvarları kaslı yapıda olmasıyla halkalı solucanlara benzerlik gösterirler. Antenleri ve gözleri Polychaeta ve eklembacaklılara benzer. Ağızları, kutikulaları, beyin, dolaşım ve solunum sistemleri ile de eklembacaklılara benzer özellik gösteren canlılardır. Vivipar olarak ürerler. Yaklaşık 180 kadar türü bilinmektedir. Şekil 12-1. Kadife kurtlerı ya da kütük/tırnak ayaklılar. 31 13. ANNELİDA ŞUBESİ-HALKALI SOLUCANLAR 13-1 Genel Karakteristikleri solucanların en bilinenleri Annelida şubesi, halkalı solucanlardır. Bu şube yer solucanı, Oligochaeta sınıfını ve sülük, Hirudinea sınıfını içerir. Annelidlerin en dikkat çekici karakteristikleri ayrı parçalar ya da halkalar olan vücut bölmeleridir. Halkalı solucanlar tatlı ve tuzlu suda ve karada bulunurlar. Bu solucanların çoğu serbest yaşar, ancak birkaçı asalaktır. Annelidler 1 milimetrenin altından 2 metrenin üstünde boyda olurlar. 13-2 Yapı ve Yaşamsal İşlemler Annelidler bilateral simetrilidirler. Vücutları dışsal ve içsel olarak halkalara ya da metamerlere bölünmüştür. Bu çeşit bölütlenmeye metamerism denir. Annelidler kapalı bir dolaşım sistemine sahip en basit omurgasızlardır. Ek olarak, daha karmaşık hayvanlar gibi, bir boru içindeki boru vücut tasarına sahiptirler. Endodermle astarlanmış sindirim sistemi, iç borudur ve her iki uçta, ağız ve anüs, açıktır. Vücut duvarı dıştaki boruyu yapar ve ektodermle kaplıdır. Sıvı dolu bir vücut boşluğu bu iki boru arasında bulunur. Bu boşluğa coelom denir ve mezodermle astarlanmıştır. Yumurtaların biriktirildiği yapışkan bir kese salgılayan kalınlaşmış bir beze olan Clitellum, yersolucanlarının ve sülüklerin vücut duvarının başa yakın bölütsüz bir kısmıdır. Vücudun ön ucu, anteriorun yaklaşık 2 cm gerisinde, 14., 15. ve 16. bölütlerin etrafında bulunur. Temel işlevi solucanın yumurtalarının biriktirmektir. Clitellum, yersolucanları (oligochaeteles) ve sülükleri (hirudineans) içeren halkalı solucanların alt grubunda üreme sisteminin bir parçasıdır. Clitellum, solucanın epidermisinde, çoğunluk parlak renkte pigmentli, kalın, eyer benzeri bir halkadır. Yumurtalar için bir kokon oluşturmak için clitellum yapışkan bir sıvı salgılar. Bu organ bazı anneldlerin eşeyli üremesinde kullanılır. Clitellum, olgun annelidlerde belirgin hale gelir, ancak genç annelidlerde yerinin görünmesi zor olabilir. Sülüklerde mevsimsel olarak ortaya çıkar. Rengi çoğunlukla annelidin renginden az daha daha parlaktır. Solucanın canlı bölütleri zaman zaman, clitelum ile birlikte değiştirilir. Şekil 13-1. Bir yersolucanının clitellum’u 32 13-3 Yersolucanında Beslenme Yersolucanı “iç içe iki boru” şeklindeki vücut taslağı ile karmaşık çokhücreli bir hayvandır. İç boru sindirim sistemi, dıştaki boru ise vücut duvarıdır (Şekil 7-1). Sindirim borusu ya da sindirim kanalı, biri besinlerin vücuda girdiği ağız, diğeri atık maddelerin dışarı bırakıldığı anüs olan iki açıklığa sahiptir. Besinler sindirim sisteminde, ağızdan anüse, bir yönde hareket eder. Besinler, sindirim aygıtında mekanik ve kimyasal olarak parçalanır. Kullanılabilir besinler, daha sonra vücut hücrelerine absorbe edilir. Yer solucanları, yeri oydukça, büyük miktarlarda toprağı sindirim sisteminden geçirirler. Ayrıca yaprak döküntüleri ve diğer ayrışan bitki materyallerini yemek için toprak yüzeyine de çıkarlar. Besin, kaslı yutak (pharynx)'ın emme eylemi ile ağız içine çekilir. Arkasından kas kasılım dalgaları ile sindirim borusuna itilir. Besinler, yutaktan, yemek borusu yoluyla kursak denilen yuvarlak, kalın çeperli organın içine geçer. Biriktirme odası olarak işlev gören kursak, besinleri kademeli olarak mideye (taşlık) bırakır. Mekanik parçalanma, organik maddeleri topraktaki kum taneleri ile öğüten midenin kas hareketi ile tamamlanır. Midenin macun şeklindeki besin kütlesi uzun olan bağırsağa geçer. Kimyasal sindirim ve emilim bağırsakta olur. Bağırsağın yüzey alanı körbağırsak denilen, çeperdeki bir kıvrımla büyütülmüştür. Bağırsağı astarlayan hücreler, büyük besin moleküllerini daha küçük moleküllere parçalayan enzimler salgılarlar. Sindirim ürünleri bağırsak hücreleri tarafından absorbe edilir ve kanla taşınır. Besin molekülleri, kan içinde vücudun tüm parçalarına taşınırlar. Sindirilmeyen materyaller ve içindeki besinler alınmış toprak, anüsten dışarı atılır. pharynx (yutak) mouth (ağız) gizzard crop taşlık (mide) esophagus (kursak) (yemek borusu) intestine (bağırsak) Şekil 13-3. Yersolucanın Sindirim Sistemi anus (anüs) typhlosole (körbağırsak) 33 13-4 Yersolucanında Taşınım Yapısal olarak hidradan daha karmaşık olan yersolucanı, gerçek organ ve organ sistemleri içerir. Hücrelerinin çoğu dış çevre ile doğrudan temasta değildir. Dolaşım sistemi, dış çevre ile vücut hücreleri arasındaki materyal değişimine olanak verir. Yersolucanının dolaşım sisteminin ana özellikleri Şekil 8-1’de görülmektedir. Kan çözünmüş besin maddeleri, gazlar, atıklar, su ve diğer maddeleri taşır. Kırmızı pigment hemoglobin içerdiğinden kırmızıdır. Hemoglobin kanın oksijen taşıma kapasitesini artırır. Solucanın dolaşım sistemi, kanın sürekli damarlarda tutulduğu bir kapalı dolaşım sistemi örneğidir. Yersolucanında, biri sindirim sisteminin üstünde, dorsal damar; diğeri sindirim sisteminin altında, ventral damar olarak uzanan iki büyük kan damarı vardır. Bu iki damar baş ya da anterior yakınında solucanın uç kısmında aort kemerleri veya “kalpler” olarak bilinen beş çift kan damarı ile bağlanmıştır. Bu kalp benzeri kan damarlarının atması, kanı dorsal damardan ventral damara pompalar. Ventral damar tüm vücut parçalarına giden pek çok küçük damarlara bölünür. Bu küçük damarlar da gittikçe küçülen damarlara dallanır. Bunların en küçüğü, her biri bir vücut hücresinin yanında bulunan çok fazla sayıdaki mikroskobik kılcal damarlardır. Kan ile vücut hücreleri arasındaki materyal değişimi, kılcal damar çeperlerinde meydana gelir. Çözünmüş materyaller kılcal damarların ince çeperlerinden oldukça hızlı difüze olur. Kılcal damarlar, kanı dorsal damara geri taşıyan büyük damarlarla bağlantı oluşturur. Dorsal kan damarı ritmik olarak kasılarak, kanı, aort kemerlerine geri getirir. The dorsal blood vessel contracts rhythmically, forcing the blood back into the aortic arches. aortic arches (hearts) aort kemerleri (kalpler) dorsal vessel (dorsal damar) small vessels (küçük damarlar) ventral vessel (ventral damar) Şekil 13-4. Yersolucanında Dolaşım 34 13-5 Yersolucanında Solunum Nemli toprakta yaşayan yersolucanında, deri solunum yüzeyidir. Deri incedir ve özel hücrelerin salgıladığı mukoza ile ıslak tutulur. Deri, çok zengin kılcallar ağıyla desteklenir. Havadan toprağa geçen oksijen, nemli deriden kılcallara difüze olur. Kılcallar içindeki kan, oksijeni alır ve vücut hücrelerine taşır. Kan plazması, oksijen taşınımına yardım eden kırmızı pigment, hemoglobin içerir. Vücut hücrelerinde, kan, oksijeni bırakır ve karbondioksiti alarak derideki kılcallara taşır. Karbondioksit deriden havaya difüze olur. Rutubetli toprak, solucanın derisini nemli tutar ve solunum sisteminin verimli çalışmasına yardım eder. Yersolucanları açık havada kalırsa, derileri kısa zamanda kurur ve solunum yapamadıklarından ölürler. Kuru havada, nemli toprağa ulaşana kadar derine doğru oyuk açarlar. Ancak, yağmurda oyukları su ile dolduğundan problemle karşılaşırlar ve sudan yeterli oksijen sağlayamazlar. Boğulmaktan kurtulmak için su dolu oyukları terk etmek zorundadırlar. 13-6 Solunum Pigmentleri Çok hücreli hayvanların pek çoğunun kanlarında, solunum yüzeyleri ile vücut hücreleri arasında oksijen ve karbondioksit taşıyan protein pigmentleri vardır. Bu pigmentler kana, suyun yalnız başına taşıyabileceğinden daha fazla oksijen ve karbondioksit taşıma olanağını verirler. Örneğin, 100 mililitre su yaklaşık 0.2 mililitre oksijen ve 0.3 mililitre karbondioksit taşıyabilir. En yaygın solunum pigmenti olan hemoglobin, solunum gazlarının en etkili taşıyıcısıdır. İnsan kanının 100 mililitresi yaklaşık 20 mililitre oksijen ve 30 ile 60 mililitre arasında karbondioksit taşıma yeteneğindedir. (Bu değerler gazların çözelti içindeki hacimleri değil, ancak havadaki gazlar olarak onların eşdeğer hacimleridir.) 13-7 Yersolucanında Boşaltım Bir hayvanın çoğu hücresi dış çevreyle temas halinde değilse, metabolik atıkların uzaklaştırılması için özel boşaltım organlarına ihtiyaç duyar. Yersolucanının boşaltım organları nephridia’dır. Bu yapılar, yersolucanının vücudunun çoğu segmentinde çiftler halinde her iki tarafta bulunurlar. Her bir nephridium (tekil) bitişik iki segmentin bölümlerini kaplar. Bazı hücresel atıklar doğrudan yersolucanının vücut boşluğundaki sıvıya geçer. Atıklara ek olarak yararlı maddeler de içeren bu sıvı, nephridiumun huniye benzeyen açıklığına girer ve sil hareketiyle nephridium boyunca ilerler. Sıvı, bir kanal boyunca sonraki segmentteki nephridiumun temel parçasına hareket eder. Bu bölüm, birkaç sarmal ilmik ve nephridiopore adıyla vücudun dışına açılan bir idrar torbasından oluşur. Nephridiumun 35 kıvrılmış ilmikleri bir kılcal damar ağıyla sarılmıştır. Kan dolaşımındaki atıklar, kılcal damarlardan nephridiuma geçer. Vücut sıvısındaki glikoz ve su gibi yararlı maddeler yeniden kana emilir. Nephridiumdaki atıklar nephridiopore aracılığıyla idrar olarak adlandırılan sulu çözelti şeklinde dışarı atılır. Nephridia tarafından dışarı atılan atıklar su, mineral tuzlar, amonyak ile karbon dioksit ve amonyaktan oluşan üre, içerir. Amonyak gibi üre de suda tam çözünür. Fakat üre amonyağa göre hücrelere karşı daha az zehirli etkiye sahiptir. Yersolucanında karbondioksit nemli deriden dışarıya atılır. Üre oluşumu. Aminoasitler proteinlerin hem yapıtaşı hem de yıkım ürünüdür. Fakat fazla aminoasitler vücutta depolanamaz. Bunun yerine amino grubu (NH 2) karaciğerde uzaklaştırılır, bu sürece deaminasyon denir. Aminoasit molekülünün kalan kısmı ya pürivik aside dönüştürülerek hücresel solunumda enerji kaynağı olarak kullanılır ya da depolanmak üzere glikojen veya yağa dönüştürülürken, amino grubu amonyağa (NH 3) dönüştürülür (Şekil 11-1). Amonyak yüksek derecede zehirli bir maddedir ve enzimin kalatize ettiği bir dizi reaksiyonla çabuk bir şekilde daha az zehirli bir maddeye dönüştürülür. Üre karaciğerden kan dolaşımına geçerek böbreklere taşınır. Böbrekler üreyi kandan süzer ve sonra idrarla vücuttan dışarı atar. 13-8 Yersolucanında Hareket Yersolucanı toprağı kazabilmek için kaslarını kullanır. Hücre duvarının içinde 2 kas tabakası vardır (Şekil 12-1). Dış tabakadaki dairesel kaslar, solucanın çevresini sarar ve içteki boyuna kaslar, tüm vücudun boyunu uzatır. Dairesel kaslar büzüldüğünde, solucan uzar ve incelir. Boyuna kaslar büzüldüğünde, vücut kısalır ve kalınlaşır. Yersolucanında vücut boşluğu sıvıyla doludur. Bu sıvı iskelet gibi hareket eder, çünkü sıkıştırılamaz. Çevredeki kas tabakaları büzüldüğünde, sıvı “iskelet” solucanın vücudunu kasar ve toprakta ilerlemesini sağlar. Neredeyse tüm vücut segmentlerinde setae adı verilen 4 çift ince kıl vardır. Hareket sırasında, dairesel kaslar büzülürken yersolucanının arkasındaki setae (tekil, seta), toprağa çengel şeklinde tutunur. Bu, vücudu uzatır ve solucanı ileriye doğru iter. Daha sonra solucanın ön tarafındaki setae toprağa çengel şeklini alarak tutunur ve arkadaki setae gevşer. Boyuna kaslar büzülür, vücudu kısaltır ve solucanın arka tarafını öne doğru çekerler. Yersolucanı, bu düzenli hareketleri tekrar ve tekrar yaparak hareket eder. 13-9 Yersolucanında Uyum Yersolucanının sinir sistemi bir merkezi sinir sistemi ve bir çevresel sinir sistemi içerir. Merkezi sinir sistemi bir çift kesintisiz ventral sinir ipleri ile bağlantılı bir “beyin”den 36 ibarettir. Sinir ipleri her bir bölütte sinir düğümlerine genişlemiştir. Bir sinir düğümü, sinir impulslarında kesişme, dağıtım ve eşgüdüm sağlayan bir grup hücre gövdesi ve bağlantı nöronlarıdır. Beyin olarak adlandırılan gerçekte, sadece bir beynin başlangıcı olan kaynaşmış bir çift sinir düğümüdür. Çevresel sinir sistemi, merkezi sinir sisteminden dallanan ve vücudun tüm kısımlarına geçen sinirleri içerir. Bu sinirler, impulsları derideki reseptörlerden sinir iplerine ve sinir iplerinden kas ve salgı organlarına götüren hareket nöronlarını içerir. Derideki özelleşmiş reseptörler ışığa, titreşimlere, kimyasallara ve ısıya duyarlıdırlar. Yersolucanında, çevresel sinir sisteminin sinirleri reseptör ve efektörleri merkezi sinir sistemine bağlar. İmpulslar, belirli sinir yollarından sadece bir yönde geçerler. Daha karmaşık hayvanların sinir sistemleri yersolucanının sinir sistemi ile benzerdir. longitudinal muscle (boyuna kas) body cavity (vücut boşluğu) circular muscle (dairesel kas) setae Şekil 13-5. Yersolucanında Hareket Nereis. Deniz kum solucanı Nereis, Polychaeta sınıfı yapı ve yaşamsal işlevlerinde pek çok yönlerden daha önceki bölümlerde açıklanan yersolucanlarına çok yakındır. Ancak, bu iki hayvan arasında birkaç önemli farklılıklar vardır. Nereis gelgit düzlükte (akın kuşağında) yaşar ve geceleyin çıkar ve kumda sürünür veya sığ denizde yüzer. Gün boyunca kafası dışarı çıkmış olarak çamur veya kumdaki geçici oyukta kalır. Nereis yeşil renklidir ve yaklaşık 200 benzer halkadan oluşur. İlk iki halka ayrı bir baş oluşturur. Prostomium denilen ilk bölüt iki kısa dokunaca, iki çift küçük gözlere ve palpler denilen diğer eklere sahiptir. Peristomium denilen ikinci halka, ağzı çevreler. Dört çift dokunaçları vardır. İlk iki bölütte bulunan çeşitli yapılar besin bulma ve korunmada ödev görür. Parapodia denilen kısa kürek benzeri bir çift uzantı birinci, ikinci ve sonuncu dışında her bir bölütte bulunur. Parapodia yüzmek ve kumda sürünmek için kullanılırlar. Parapodia bir gaz değişim yüzeyi sağlayarak solunumu da desteklerler. Kıl 37 benzeri setalar parapodiada bulunur. Nereis yutağını ağzından dışarı uzatarak yakaladığı küçük hayvanları yer. Yutağın, besini kavrayan bir çift sert, sivri uçlu çeneleri vardır. Çeneler ağza geri çekildiğinde, besin yutulur. Besin yemek borusuna ve ardından sindirildiği bağırsağa geçer. Sindirilmemiş besin son bölütteki anüsten atılır. Nereis’te dolaşım, boşaltım ve solunum temelde yersolucanındaki ile aynıdır. Sinir sistemi de benzerdir. Nereis’te eşeyler ayrıdır. Çiftleşme döneminde, yumurtalar ve sperm vücut boşluğa ya da coelomda gelişir. Sonunda nephridia’dan veya vücut yüzeyindeki yırtıklardan suya geçerler. Döllenme dışsaldır ve zigot serbest yüzen kirpikli trochophore larvaya gelişir. Larva geliştikçe, ağız ve parapodialı bölütler ortaya çıkar. Sonuçta yavru solucan okyanus zeminine yerleşir ve ergin tarzı yaşama başlar. Sülükler. Sülükler çoğunlukla omurgalıların asalakları tatlı su hayvanlarıdır. Bazısı nemli toprakta bulunur. Çoğu avlarının kanıyla yaşar. Annelidlerin karakteristik bölütlenmesi sülüklerde çok belirgin değildir. Sülüklerin ön ve arka uçlarında emicileri vardır. Beslenmede, sülük arka emicisi ile kendini konukçusuna takar. Ardından ağzı ve üç küçük çeneyi çevreleyen ön emiciyi tutturur. Çeneler konukçunun derisini yırtar. Sülüğün tükürüğü, emerken konukçunun kanının pıhtılaşmasını önleyen bir enzim içerir. Sülük bir beslenmede kendi vücut ağırlığının pek çok katı kanı yutabilir. Sülük dolduğunda, konukçudan düşer ve sindirim sisteminde yığılan kanın kademeli sindirdiği uzun dönemler etkinsiz kalır. Sülükler hermafrodidirler, ancak iki sülüğün sperm değiştirdiği çapraz döllenme meydana gelir. Döllenmiş yumurtalar suda veya toprakta gelişir. 14. MOLLUSCA ŞUBESİ- YUMUŞAKÇALAR 14-1 Genel Karakteristikleri Mollusca şubesi yüksek derecede başarılı bir hayvan grubudur. Eklembacaklılardan sonra ikinci en büyük hayvan şubesidir. İstiridyeler, midyeler, salyangozlar ve ahtapotlar akraba mollusklardır. Mollusklar tuzlu suda, tatlı suda ve karada bulunurlar. Bu grubun üyeleri büyüklük ve şekilde büyük oranda değişiktir. Bir milimetre boyundaki küçücük salyangozdan, 16 metre boya ve 2 ton ağırlığa ulaşabilen dev mürekkepbalığına değişmektedir. Güney Pasifik Okyanusunda dev midye 1.5 metre uzunlukta ve 250 kilogram ağırlıkta olabilmektedir. Molluskların pek çok çeşidi insanlar tarafından besin olarak kullanılmaktadır. Bunlar arasında istiridyeler, midyeler, pecten, karakabuklar, salyangozlar, supyalar ve ahtapotlar vardır. İstiridyelerden elde edilen inciler mücevherlerde; sedef düğmelerde ve dekoratif 38 objelerde kullanılmaktadır. Diğer yandan, bazı salyangoz ve sümüklüböcekler çeşitli ürünlerden beslenir ve ileri derecede zararlı olurlar. Molluskların üç büyük sınıfı vardır: Bivalvia sınıfı midyeler, istiridyeler ve karakabuklar gibi iki parça kabuklu molluskaları; Gastropoda sınıfı salyangozlar gibi bir tek kabuklu molluskları; Cephalopoda sınıfı mürekkepbalığı ve ahtapotlar gibi çok küçük ya da hiç kabuğu olmayan molluskları içerir. Pek çok deniz mollusklarının deniz annelidlerinin trochophore larvalarına benzer bir trochophore larvaları vardır. A. episphere B. episphere 1. ganglia 2. apical tuft 3. prototroch 4. metatroch 5. nephridium 6. anus 7. protonephridia 8. gastrointestinal tract 9. buccal opening 10. blastocoele trochophore larva 13-2 Yapı ve Yaşamsal İşlevleri Ergin mollusklar görünüşte çok genişçe değişmekle birlikte, pek çok ortak karakteristikleri de paylaşırlar. Bilateral simetri gösterirler ve üç doku katmanından oluşurlar. Gerçek bir söloma da sahiptirler. Bütün mollusklar sindirim sistemi, kalp, sinir sistemi, üreme sistemi vb. organ sistemlerinin tümünü bulunduran yumuşak bir vücuda sahiptirler. Ayak, manto, kabuk ve radula sadece mollusklarda bulunan yapılardır. Büyük, ventral kaslı ayak yer değiştirmede işlev görür. Midyelerde ayak nemli kumda veya çamurda oyuk açmak ya da yarıp geçmek için kullanılır. Salyangoz ayağını kayalara veya bitkilere sürünüp tırmanmak için kullanır. Mürekkepbalığı ve ahtapotun ayağı dokunaçlara bölünmüştür ve vantuzlarla kaplıdır. Dokunaçlar av yakalamada ve tutmada kullanılmaktadır. Manto vücut organlarını sarmalayan bir deri kıvrımıdır. Mürekkepbalığı ve ahtapotta, kaslı manto hareket için kullanılmaktadır. Kabuklu mollusklarda, manto kabuk parçasını salgılayan salgısal bir dokudur. Radula, balta ayaklılar dışında, bütün mollusklarda bulunan törpüleyici, dil benzeri bir organdır. Radula pek çok diş sırasına sahiptir. Bir objeden besin kazıyıp sindirim sistemine almak için ağızdan dışarıya uzayabilir. Bazı salyangozlar radulayı diğer molluskların kabuğunda delikler delmek için kullanırlar. Böylece beslenmek için hayvanın yumuşak vücudunu dışarıya emerler. Bivalveler. Midyeler, pectenler, istiridyeler ve karakabuklar gibi balta ayaklılar iki parçadan yapılmış bir kabuğa sahiptir. Mantonun hemen dışında, kabuğun, pürüzsüz, 39 parlak en içteki katmanına sedef denir. Bazı balata ayaklılar, kum tanesi gibi, tahriş edici bir maddenin manto ile kabuk arasına girmesiyle, inciler üretilir. Manto, kum tanesinin etrafını, sedef katmanının salgısıyla kuşatır. Sonuçta, bir inci oluşturulur. digestive gland (sindirim salgısı bezi) aorta (aort) stomach (mide) heart (kalp) kidney adductor muscle (getirici kas) (böbrek excurrent siphon ) anus (dışarı akıntı sifonu) adductor muscle (getirici kas) incurrent siphon (içeri akıntı sifonu) mouth (ağız) mantle (manto) gills (solungaçlar) foot (ayak) ganglion (sinir düğümü) gonad intestine (bağırsak) Şekil 14-2. Midyenin Yapısı Midye canlılık işlevleri bakımından tipik bir mollusktur. Bu yüzden şubelerinin temsilcisi olarak değerlendirileceklerdir. Midye kabuğunun iki yarısı, iki kuvvetli getirici kasla, sağlamca kapalı tutulabilmektedir (Şekil 23-3). Kas gevşediğinde, esnek bir eklem kabuğu açık tutmaktadır. Çoğunlukla, kabuklar su içine uzanan iki borcukla kısmen açıktırlar. Borucuklardan biri olan içeriakıntı sifonu, manto boşluğunun içine besin tanecikleri içeren suyu taşır. Su, solungaçlar üzerindeki sillerin çırpılması ile hareket ettirilir. Su solungaçlar arasından geçerken, solungaçlar içindeki kan ile su arasında solunum gazlarının değişimi olur. Oksijen solungaçlardan kana ve karbondioksit kandan suya difüze olur. Suyun içindeki besin tanecikleri solungaçlar üzerindeki mukus tarafından tutulur. Daha sonra, su, dışarıakıntı sifonu ile manto boşluğundan dışarı akar. Solungaçlar üzerinde mukusa yapışan besin tanecikleri siller tarafından ağza ve sindirim siteminin geri kalan kısmına taşınırlar. Vücutlarının içinden geçirdikleri suyun içindeki besin taneciklerini süzerek beslenen hayvanlara filtreli besleniciler denir. Bu hayvanlar suyun içindeki organik tanecikler, ölmüş ve çürümüş mikroskobik organizmalarla beslenirler. Midyenin açık bir dolaşım sistemi vardır. Bu, bir kalp ve damarlardan ibarettir. Kan vücut dokularına eriştiğinde, damarlardan, vücut dokularını yıkadığı vücut boşlukları ya da sinüsler içine akar. Sinüslerden, kan, solungaçlara taşındığı damarların içine akar. Solunum gazlarının değişiminden sonra, kan kalbe geri akar. 40 Şekil 14-1. Tatlısu inci midyesi, Margaritifera margaritifera (L., 1758) (Uniooida: Margaritiferidae)’nin anatomi taslağı: 1: ön getirici kas, 2: arka getirici kas, 3: dış solungaç yarımı, 4: iç solungaç yarımı, 5: dışarıakıntı sifonu, 6: içeriakıntı sifonu, 7: balta ayak, 8: yalancı dişler, 9: esnek eklem, 10: manto, 11: manto kabartısı (umbo). Midye, organik maddeleri kandan uzaklaştıran ve dışarıakıntı sifonu ile bırakılan suya boşaltan bir çift böbreğe sahiptir. Sinir sistemi, ayaklarda ve vücut organlarındaki sinirlerle bağıntılı üç çift sinir düğümünden oluşur. Duyu hücreleri, midyenin sudaki kimyasal değişikliklere, dokunmaya ve ışığa tepki vermesine olanak verir. Midyelerde cinsiyetler ayrıdır. Sperm dışarıakıntı sifonu ile bırakılır. Daha sonra, içeriakıntı sifonu ile dişiye geçerler. Yumurtalar döllendikleri solungaçlar üzerinde tutulur. Genç balta ayaklılar ergin forma erişmeden önce bir ya da daha fazla farklı larva evresi geçirir. digestive gland (sindirim salgısı bezi) aorta (aort) stomach (mide) heart (kalp) kidney adductor muscle (getirici kas) (böbrek excurrent siphon ) anus (dışarı akıntı sifonu) adductor muscle (getirici kas) incurrent siphon (içeri akıntı sifonu) mouth (ağız) mantle (manto) gills (solungaçlar) foot (ayak) ganglion (sinir düğümü) Şekil 14-2. Midyenin Yapısı gonad intestine (bağırsak) 41 Gastropodlar. Salyangozlar, deniz salyongozları, abaloneler, concheler, ve sümüklüböcekler molluskların en büyük grubu olan karındanbacaklıları oluşturur. Çoğu gastrapodların çoğunlukla kıvrılmış bir tek kabukları vardır. Sümüklüböcek gibi, bazısının kabuğu yoktur. Bazısı sucul; bazısı karasaldır. Yaygın bahçe salyangozunun dokunaçları, gözleri ve ağzı bulunduran bir başı vardır (Şekil 23-4). Baş ayaklara bağlanmıştır. Kabuk ayakların üstündedir. Korunmak için, vücudun bütün yumuşak kısımları kabuğun içine çekilebilir. Kara salyangozlarının, solungaçlar yerine, basit akciğerleri vardır. Hava manto boşluğuna çekilir ve gaz değişimi mantoda meydana gelir. shell (kabuk) intestine (bağırsak) sperm duct (sperm kanalı) oviduct (yumurta kanalı) stomach (mide) kidney (böbrek) mantle (manto) hearth (kalp) foot (ayak) gonad digestive gland (liver) sindirim salgı bezi (karaciger) lung (akciger) mucous glands (mukus salgı bezleri) genital pore vagina (genital gözenek) eye (göz) penis ganglia (sinir düğümleri) anus excretory pore (boşaltım gözeneği) radula salivary gland crop (tükürük bezi) (kursak) mouth (ağız) Şekil 14-3. Salyangozun yapısı Kara salyangozları nemli havada çoğunlukla gece dolaşırlar. Ayak tarafından salgılanan bir mukus katmanı boyunca kayarlar. Gün boyunca kuruluktan sakınmak için, salyangoz, çoğunlukla kabuğunun içine çekilir ve açıklığını mukusla mühürler. Kara salyangozu radulasını bitkisel materyale sürterek beslenir. Bitki parçaları dilimlendikçe, ağza alınırlar. Sümüklüböcekler ve salyangozlar istiridyelerin ve midyelerin karasal akrabalarıdır. Bir sümüklüböcek görülebilir bir kabuğu olmayan bir salyangozdur. Sümüklüböcek ve salyangozların her ikisinin de başında dokunaç ya da duyargaları vardır. Her ikisinin de törpü şeklinde ağız parçaları, (radula) vardır ve yumuşak bitki dokularını törpüleyerek, çok küçük besin parçacıklarını ağız açıklığı içine çekerler. Beslenme öncelikle geceleyin meydana gelir; gündüzün sümüklüböcek ve salyangozlar çoğunlukla yerin karanlık ve ıslak kısımlarında saklı kalırlar. Büyük bir mukus veya sümük salgı bezi salyangozların ağızlarının arka tarafında bulunur. Bununla birlikte, vücut yüzeyinin tamamını nemli tutmaya yarayan pek çok mukus salgı bezi vücudun büyük kısmına dağılmıştır. 42 Sümüklüböcekler ve salyangozlar böceklerdekine benzer bir durumda, sıkça bitkilerin yaprak ve yeşil dokularından zarar verecek şekilde beslenirler. Gezindikleri yüzeylerde, kuruduktan sonra uzun bir dönem ışıkta parıldayan bir mukus izi geride kalır. Beslendiklerinde, yapraklarda olduğu gibi, meyve, çiçek, kök ve yumrularda büyük delikler meydana getirirler. Odunsu bitkilerde sadece yapraklardan beslenirler. Toprak üzerinde uzanan cotoneaster ve asmalar gibi odunsu bahçe bitkileri, en duyarlı olanlardır. Bazı salyangozların turunç ağaçlarında ve kurtbağrı çalılarında özellikle zararlı oldukları bilinmektedir. Gümüşhane-Torul’da 2000 yılı Temmuz ayında salyangozların aşırı bir popülasyon artışı ve bahçe bitkilerinde önemli zararı görülmüştür. Sümüklüböcekerden gri tarla sümüklüböcği, Deroceras reticulatum, D. panormitanum, Arion distinctus, A. hortensis, A. intermedius, Milax gagates, Tandonia sowerby türleri önemli zararlıardır. Şekil 14-4. Küçük bir meyveden besenen bir Lehmannia sp. (Mexico City, Meksika) Noktalı bahçe sümüklüböceği, Limax maximus Linnaeus, Avrupa’dan Kuzey Amerika’ya taşınmış bir türdür. Yerleşim alanları ve civarındaki bahçeler en yaygın bulunduğu yerlerdir. Yumurtalarını 25 veya daha fazla sayıdaki kütlelerde ıslak yerlere koyar. Yumurtadan yeni çıkmış sümüklüböcek donuk beyaz renklidir. Uygun koşullar altında bir ay içinde 25 mm boya erişebilir. Tam gelişmiş halde, rengi kahverengidir. Olgunluğa erişme süresi bir yıldan daha fazladır. Olgunlaştıklarında, boyları 80 ile 120 mm arasındadır. Bitkilerin yere yakın yaprak ve çiçeklerinden beslenir. Cepaea nemoralis (Linnaeus) da Kuzey Amerika’ya sonradan taşınmış olan bir türdür. Güneyde Kaliforniya’dan Kuzeyde Kanad’da Ontario’ya kadar çeşitli eyaletlerde yaşadığı bilinmektedir. Bazen kahverengi bahçe salyangozu da denilen Helix aspera Muller, yenebilen Avrupa salyangozlarından biridir. ABD’de bu amaçla kullanıldığından, nadirdir. Bu tür, yılın belli bir bölümünde nemin yüksek kalabildiği yerlerdeki pek çok alanda ciddi bir zararlıdır. Şimşir, gül, hibiscus, manolya, şeftali gibi bitkilerden beslenir. Tam olgunlukta, sarı lekeli kahverengi kabuğu kırışıklanır ve 38 mm çapa ulaşabilir. Yumurtalar yuvarlak ve beyazdır. Bir defada 10 ile 20 arasında yumurta bırakır. Olgunluk için, çoğunlukla 2 veya 3 yıla gerekir. Florida’dan,1960’lı yıllarda başarılı bir şekilde yok edilmiştir. Sümüklüböceklerin ve salyangozların doğal düşmanları karakurbağaları, bazı parazitoid sinekler ile kınkantlı böceklerden carabid ve lampyrid’lerdir. 43 Cephalopods. Supyalar, ahtapotlar ve mürekkepbalığı kafadanbacaklılardır. Görünüşte, diğer mollusklardan çok farklıdırlar. En belirgin farkları çoğunun ya kabukları yoktur (ahtapotlar) veya küçük bir içsel kabukları (supyalar, mürekkepbalığı) vardır. Sadece birkaçı, sedefli deniz helezonu gibi, bir kabuğa eklidirler. Kafadanbacaklılarda ağız dokunaçlarla çevrilidir. Dokunaçlar besin toplamak ve objeleri yoklamak için kullanılır. Kafadanbacaklıların akış çizgisi biçimli vücutları hızlı yüzmeye uyum göstermiştir. Manto boşluklarından suyun fışkırtılıp atılmasıyla yüzerler. Büyük bir beyinli, iyi gelişmiş bir sinir sitemleri vardır. Ahtapotların gözü omurgalıların gözüne benzerdir ve aynı şekilde çalışır. Tehlike zamanlarında, bazı kafadanbacaklılar, supyalar ve ahtapotlar gibi, boyalı bir sıvı boşaltırlar. Bu “duman perdesi” düşmanın dikkatini dağıtır ve hayvanın kaçmasına olanak verir. Şekil 14-5. Akdenizde, Yaygın ahtapot, Octopus vulgaris Cuvier, 1797 (Octopoda) Şekil 14-6. Duman perdesi 44 II OMURGASIZLAR-2 EKLEMBACAKLILAR VE DERİSİDİKENLİLER 15. Arthoropoda, EKLEMBACAKLILAR ŞUBESİ 15-1 Eklembacaklılar Eklembacaklılar şubesi sinekler, arılar, kınkanatlılar, kelebekler, karıncalar, örümcekler, akrepler, çıyanlar, kırkayaklar, yengeçler, ıstakozlar ve karidesler gibi yaygın hayvanları içerir. Eklembacaklılar bütün hayvan gruplarının biyolojik olarak en başarılı ve en kalabalık olanıdır. Diğer bütün organizma türlerinin hepsinin toplamından daha çok eklembacaklı türü vardır. Eklembacaklılardan başka bilinen 400.000 bitki türü ve 250.000 hayvan türü vardır. Ancak eklembacaklıların 1.000.000 milyondan fazla bilinen türü vardır. Eklembacaklılar yeryüzünün bütün bölgelerinde bulunurlar ve insanlar için çok büyük önemdedirler. Eklembacaklılar şubesi beş sınıfa ayrılır. Bunlar Kabuklular (Crustacea), Çıyanlar (Chilopoda), Kırkayaklar (Diplopoda), Örümcekler, Akrepler, Akarlar, Keneler (Arachnida) ve Böcekler (Insecta)’dir. 15-2 Eklembacaklıların Genel Karakteristikleri Pek çok yönden, eklembacaklılar en gelişmiş omurgasızlardır. Bilateral simetrilidirler ve küçük bir sölomları vardır. Eklembacaklılar şubesi çok büyük sayıda benzer olmayan türlerden oluşsa da, bütün eklembacaklılar bazı ortak özellikleri paylaşırlar. 1. Eklembacaklıların eklemli bacakları vardır. Eklembacaklıların üyeleri oynar eklemlerde birbirine bağlı birkaç parçadan oluşur. Bu eklemler birbirine karşı çalışan kaslarla denetlenirler ve daha serbest harekete izin verirler. Bu eklemli üyelerin farklı düzenlemeleri ya da eklenmeleri, yürümek, yüzme, sıçrama, zıplama, uçma, yakalama, kazma ve delme gibi değişik işlevlere izin verir. 2. Eklembacaklıların, bir karbonhidrat ve protein olan kitinden oluşmuş dış iskeletleri vardır. Dayanıklı, hafif dış iskelet içindeki yumuşak vücut kısımlarını korur. Dış iskelet su geçirmezdir ve fazla su kaybını önleyerek pek çok eklembacaklının karada başarıyla yaşamasına olanak verir. Dış iskelet esnek olmadığından ve büyüyemediğinden, yavru eklembacaklılar deri değiştirme denilen dönemsel bir işlem geçirmek zorundadırlar. Deri 45 değiştirmede, dış iskelet atılır ve yeni, daha büyüğüyle değiştirilir. Yeni iskelet sertleşinceye kadar, hareket edemediği ve kendini savunamadığı için yavru duyarlıdır. Bu nedenle, pek çok eklembacaklı yeni dış iskeletleri sertleşinceye kadar saklanırlar. 3. Halkalı solucanlar gibi, bütün eklembacaklılar bölütlüdürler. Ancak, bu vücut bölütleri özel vücut bölgelerini oluşturmak için çoğunlukla değişmiş ve kaynaşmıştır. Eklembacaklıların çoğunda, bir baş, göğüs ve karın vardır. Baş iyi gelişmiştir ve çoğunlukla altı bölütten oluşur. Baş çiğneme veya emme için özelleşmiş bir ağız içerir. Göğüs, eklembacaklıların orta kısımları ve karın arka kısımlarıdır. Baş her zaman altı bölüt içerirken, göğüs ve karındaki bölütlerin sayısı eklembacaklıların bir grubundan diğerine büyük oranda değişir. 4. Eklembacaklılar çok iyi gelişmiş bir sinir sistemine sahiptir. Ayrı bir beyin ve sindirim sisteminin altında bulunan altsal bir sinir ipi vardır. Eklembacaklılar gözler, işitme organları, dokunmaya duyarlı duyu hücreleri ve dokunma ve kimyasallara duyarlı duyargaları içeren duyu organlarının bir çeşidine sahiptirler. 5. Eklembacaklıların açık dolaşım sistemleri vardır. Sindirim sisteminin üzerinde sırtsal bir boru şeklinde kalp vardır. Atardamarlar, kanı, kalpten, dokuları doğrudan ıslattığı vücut boşluklarına taşır. Kan sonunda yanlardaki açıklılarından tekrar kalbe girer. 15-3 CRUSTACEA SINIFI-KABUKLULAR 15-3-1 Kabukluların Genel Karakteristikleri Crustacea sınıfı, kabuklular ıstakozlar, kerevitler, yengeçler, karidesler, su pireleri, tespih böcekleri, Cirripedialar ve diğer pek çoğunu içerir. Kabukluların çoğu denizseldir, fakat bazısı tatlı suda yaşar. Tespih böcekleri gibi birkaçı karada nemli yerlerde yaşar. Kabuklular büyüklükte, mikroskobik su pirelerinden 3.5 metrelik bacak açıklığı olan dev yengeçlere değişir. Mikroskobik kabuklular pek çok büyük deniz hayvanları için temel besin kaynağıdırlar. Kabuklular başta bulunan iki çift antenin varlığıyla ayırt edilirler. 15-3-2 Kerevit-Dışsal Yapı Tatlısu akarsuları, gölleri ve sulak alanlarında bulunabilen kerevitler, sınıflarının pek çok karakteristiklerini gösteren tipik kabuklulardandır. Kireçle sertleşmiş bir dış iskeletle örtülüdürler. Dış iskelet, bükülmenin olduğu eklemlerde, daha yumuşak ve daha incedir ve ayrıca kıvrımlıdır. Kerevit vücudunda iki temel kısım vardır (Şekil 24-1). Ön uçta, baş ve göğüs bölütleri cephalothorax oluşturmak için kaynaşmıştır. Cephalothorax’ın sırtsal ve yan yüzlerini koruyan ve örten dış iskelet kısmına üst kabuk denir. Gerisindeki yedi bölüt karnı oluşturur. Kısa kürek şeklindeki karnın son bölüdüne oynak uç denir. Kerevitin değişen çiftteki eklerinin özel işlevleri vardır. Ön uçtan başlandığında, ilk ek çifti dokunma, tatma ve denge işlevi gören antenciklerdir. Arkasından gelen, yine 46 dokunma ve tatmada kullanılan antenlerdir. Üstçeneler ya da çeneler, bir yandan diğer yana hareket ederek besinleri ezer. anten üst kabuk cephalothorax antencik karın göz (baş ile göğüs) telson (oynak uç) yüzgeç bacaklar uropod cheliped (ilk yürüme bacağı) yürüme bacakları (kıskaçlı bacak (birinci yürüme bacağı)) Şekil 15-1. Kerevitin Dışsal Yapısı İki altçene çiftleri besinleri yoklar. Üç çift altçene dokunaçları dokunma , tatma ve besinleri yoklama işlevi görürler. Büyük ilk bacaklara kıskaçlı bacaklar denir. Kavrayıcı tırnakları besin yakalama ve savunma için kullanılır. Kıskaçlı bacakların gerisinde dört çift yürüme bacakları vardır. Karında yüzmede kullanılan yüzgeç bacaklar vardır. Dişilerde bunlar gelişen yumurtaları taşımada kullanılır. Üyelerin son çifti geniş uropodlardır. Oynak ucun önündeki uropodlar, geriye doğru hızlı hareket için kullanılan yelpaze şeklinde bir kuyruk oluştururlar. Kerevit tehlike sezdiğinde, güçlü karın kasları kerevitin geriye doğru fırlamasına neden olan bu kuyruğu karnın altına doğru kamçılar. 15-3-3 Kerevit-İçsel Yapı ve Yaşamsal İşlevleri Beslenme. Kerevit ölü hayvanlarla veya güçlü kıskaçlı bacaklarla yakaladığı canlı hayvanlarla beslenir. Besin üst çenelerle ezilir ve altçeneler ve altçene dokunaçlarıyla ağza geçirilir. Ağız kısa bir yemek borusuna erişir (Şekil 24-2). Yemek borusundan, besin, midesel öğütücü denilen bir yapıda, kitinleşmiş dişlerle çiğnendiği mideye geçirilir. İncecik öğütülmüş besin tanecikleri enzimlerle sindirilir, ardından sindirim bezlerine geçirilir ve kana absorbe edilir. Sindirilmeyen materyaller bağırsağa geçer ve anüsten atılır. Boşaltım. Kereviti boşaltım organlarına yeşil bezler denir. Baş bölgesinde bulunurlar. Yeşil bezler atıkları kandan uzaklaştırır ve boşaltım atıkları antenlerin kaidesindeki bir açıklıktan atılır. Dolaşım ve solunum. Açık dolaşım sistemi kalp civarı boşluk denilen bir boşlukla çevrili sırtsal bir kalpten ibarettir. Kan kalp civarındaki boşluktan ostia denilen üç çift supaptan kalbe girer. Kalp kasıldığında, ostia kapanır ve kan atardamarlardan vücudun 47 bütün kısımlarına pompalanır. Kılcallar veya damarlar yoktur. Atardamarlar vücut dokuları arasındaki boşluklara ya da sinüslere açılır. Buralara kan hücreleri doğrudan yıkar. Oksijen ve besin maddeleri kandan hücrelere ve karbondioksit ve atıklar hücrelerden kana difüze olur. Sonuçta kan altsal göğüs boşluğunda toplanır. Oradan, oksijeni aldığı ve karbondioksitten temizlendiği solungaçlara akıtılır. Solungaçlardan, kan, kalp civarı boşluğa geri döner. Plazma içinde çözünmüş renksiz kan, oksijen taşınımına yardım eden bakır içerikli bir solunum pigmenti hemosiyanindir. mide yeşil bez beyin atardamar kalp gonad yemek borusu açıcı kas bağırsak ağız anüs sindirim bezi bükülme kası altsal sinir ipi sinir düğümü Şekil 15-2. Kerevitin İçsel Yapısı Solunum gazlarının değişiminin olduğu solungaçlar narin, kuştüyü benzeri yapılardır. Göğsün her bir yanındaki solungaç odacıklarında bulunurlar. Solungaç odacıkları üst kabuk tarafından korunur. İkinci çenenin hareketi ile bu odacıklara su akışı sağlanır. Sinirsel düzen. Kerevitin sinir sistemi şekil olarak halkalı solucanlarınkine benzer. Başta bulunan beyin, sinirlerle gözlere, antenciklere ve antenlere bağlıdır. Beyinden uzanan iki sinir, yemek borusunu halkalar ve bir çift, altsal sinir ipi oluşumuna katılır. Altsal sinir ipi geriye doğru uzandıkça, her bir bölütteki sinir düğümlerine genişler. Bu sinir düğümlerinden, sinirler üyelere, kaslara ve diğer organlara dallanırlar. Kerevitin duyu organları çeşitlenmiş ve iyi gelişmiştir. Hareketli sapların ucunda bulunan bir çift bileşik göz içerirler. Her bir göz yaklaşık 2,000 görsel birim içerir. Her bir birim, insan gözünden farklı, değişik uzaklıklara odaklanamayan bir mercek sistemi içerir. Bu tür bir göz hareketlere çok duyarlıdır ve çok geniş bir görüş alanı sağlar. Ancak, sadece kaba bir göründe oluşturur. 48 Kerevitin üyelerde ve diğer vücut kısımlarında bulunan iki çeşit küçük duyu kılları vardır. Bir çeşidi dokunmaya duyarlıdır. İnsan duyularına denk tatma ve koklama duyusu sağlayan diğeri kimyasallara duyarlıdır. Muvazene ya da denge organları antenciklerin kaidesinde bulunan statocystler denilen keselerde bulunur. Her bir statocyst duyu kılları ve kum zerreleri içerir. Kerevit hareket ettiğinde, bazı duyu kıllarını uyaran kum zerreleri hareket eder. Uyarılan kıllardan, impulslar beyne geçer. Beyin bu bilgileri anlamlandırır ve kerevitin konumunu ayarlamasına ve dengesini sürdürmesine olanak veren impulsları başlatır. Hayvanın her bir deri değişiminde, kum zerreleri dış iskeletle birlikte değiştirilir. Yeni kum zerreleri yeni iskelet oluşuren alınır. Üreme. Kerevitte, eşeyler ayrıdır. Çiftleşme sonbaharda olur. Erkek spermleri kendi vücudundan dişinin meni haznesine aktarmak için yüzgeç bacakların ilk çiftini kullanır. Bu spermler, biriktirilen spermlerle döllenen dişinin birkaç yüz yumurta koyduğu ilkbahara kadar bu haznede saklanır. Yumurtalar dişinin yüzgeç bacaklarına tutunur. Yüzgeç bacakların geri ve ileri dalgalanması embriyolara bol oksijen sunumu sağlar. Beş ile 6 hafta arası yumurtalar açılır, ancak yavrular birkaç haftadan daha fazla anneye bağlı kalırlar. Bu sırada, yavru kerevitler deri değiştirmeye başlar. Kerevitler 3 ile 5 yıl yaşarlar. Yenilenme. Bir kerevit bir üyesini yaraladığında, yaralı ekini eklem yarından atabilir. Kendiliğinden kesme denilen, bu bir üyenin kendi kendine kesilmesi işlemi fazla kan kaybını önler. Kademeli olarak her bir deri değiştirmede yitirilen üye tekrar gelişir. Kerevitte yenilenme üyeler ve gözlerle sınırlıdır. CHILOPODA VE DIPLOPODA SINIFLARI— ÇIYANLAR VE KIRKAYAKLAR 15-4 Çıyanların Genel Karakteristikleri Çıyanlar ya da “yüz bacaklılar” Chilopoda sınıfına aittirler. Gerçekten, bazı çıyanlar 150 çitten daha fazla bacağa sahiptirler, ancak 30 ile 35 çift en yaygın olanıdır. Bir çıyan altı bölütten yapılmış ayrı bir başa sahiptir. Başı, pek çok benzer bölütten yapılmış uzun, solucan benzeri, hafif yassılaşmış vücut izler. Çıyanlar karda yaşar ve yaygın olarak kütük ve taşların altları gibi karanlık, nemli yerlerde bulunurlar. Çıyanlarda, başın gerisindeki biri ve en son ikisi dışındaki bütün vücut bölütlerinin birer çift bacakları vardır. exactly 100 legs. Centipedes always have an odd number of pairs of legs. Therefore, no centipede has Başta bir çift anten ve çeşitli ağız parçaları vardır. Çıyanlar temelde böceklerle beslenir. Çıyan avını birinci vücut bölüdünde bulunan zehirli kıskaç ile ısırır. Küçük çıyanlar insanlara zararlı değildir. Yaygın ev çıyanı yaklaşık 2.5 santimetre uzunluktadır. Geceleyin hamamböcekleri, tahtakuruları ve diğer böcekleri arayıp yerler. 49 Şekil 15-3. Scolopendra cingulata Latreille, 1829, Scolopendromorpha:Scolopendridae) a scolopendromorph centipede Şekil 15-4. Underside of Scolopendra cingulata, showing the forcipules (zehirli kıskaçları) 50 15-5 Kırkayakların Genel Karakteristikleri Kırkayaklar ya da “bin bacaklılar” Diplopoda sınıfına aittirler. Bin tane bacakları yoktur, fakat 300 çiftten daha fazlasına sahiptirler. Çıyanlar gibi, kırkayaklar ayrı bir başa ve pek çok bölütten yapılmış uzun, solucan şeklinde bir vücuda sahiptirler. Son iki bölüt dışında, kırkayakların her bir bölütte bir çift bacakları vardır. The first segment behind the head is legless and known as a collum (from the Latin for neck or collar). The second, third, and fourth body segments bear a single pair of legs each and are known as "haplosegments", from the Greek haplo, "single" (the three haplosegments are sometimes referred to as a "thorax"[4]). The remaining segments, from the fifth to the posterior, are properly known as diplosegments or double segments. Each diplosegment bears two pairs of legs, rather than just one as in centipedes. This is because each diplosgment is formed by the fusion of two embryonic segments. In some millipedes, the last few segments may be legless. The terms "segment" or "body ring" are often used interchangeably to refer to both haplo- and diplosegments. The final segment is known as the telson and consists of a legless preanal ring, a pair of anal valves (closeable plates around the anus), and a small scale below the anus. Baş bir çift anten ve çeşitli ağız parçaları taşır. Kırkayakların, çıyanların aksine zehirli kıskaçları yoktur. Çıyanlar hızlı hareket edebilmelerine karşın, kırkayaklar çok daha yavaş hareket ederler. Temelde çürüyen bitkisel materyalle beslenirler. Kırkayaklar, dokunulduğunda çoğunlukla kedilerini bir top gibi sararlar. Pek çoğunun kötü kökü veren “pis koku” bezleri vardır. Şekil 15-5. Anterior anatomy of a generalized helminthomorph millipede 51 Şekil 15-6. Bir kırkayak (binayak) ARACHNIDA SINIFI-ARACHNİDLER 15-6 Arachnidlerin Genel Karakteristikleri Arachnida sınıfının üyeleri arachnidler, örümcekleri, akrepleri, keneleri, akarları ve içerir. Bazı arachnidler insanlar ve diğer hayvanlar için rahatsız edici ve tehlikelidirler. Akarlar ve keneler insanlar, köpekler, tavuklar ve sığırları içeren pek çok hayvanların derilerinde geçici parazitler olarak yaşarlar. Akarlar çoğunlukla dayanılmaz kaşıntılara neden olurlar. Keneler ateşli humma ve sığır hummasını içeren bazı hastalıkları taşırlar. Akrepler kuyruklarıyla sokarlar. Sokma çok acı verici olsa da, çoğunlukla insanlar için ölümcül değildir. Örümcekler genelde zararsızdır. Böceklerle beslendiklerinden, çoğunlukla yararlıdırlar. Örümcekler taciz edilmedikçe nadir olarak sokarlar. 15-6-1 Arachnidlerin Yapısı ve Yaşamsal İşlevleri Arachnidlerin çoğu karda yaşar ve çoğu böcekleri andırır. Arachnidlerin vücudu baş ile göğüs ve karından ibarettir. Bu hayvanların antenleri de çiğneyici çeneleri de yoktur. Hepsi baş ile göğüste, altı çift eklemli üyeleri vardır (Şekil 24-3). Üyelerin birinci çifti avı delmede kullanılan uzun sivri diş şeklindeki keliseralardır. Avın vücut sıvıları ardından emici midenin eylemiyle örümceğin ağzına çekilir. Çoğunlukla, keliseralarla bağlantılı zehir bezleri avı felç eden bir zehir enjekte eder. Üyelerin ikinci çifti, pedipalpler kimyasallara ve dokunmaya karşı duyarlıdırlar. Pedipalpler besini tutar ve erkek tarafından üremede kullanılırlar. Bundan sonraki üyeler dört çift yürüme bacaklarıdır. Arachnidlerin solunum organlarına kitap akciğerler denir. Karnın alt tarafındaki odacıklarda bulunan, kan damarlarını içeren yaprak benzeri bir dizi levhalardan ibarettirler. Karındaki yarıklardan içeriye çekilen hava bu levhalar arasında dolaşır. Gaz değişimi bu levhalardaki kan ile odacıktaki hava arasında meydana gelir. oksijen ve 52 karbondioksit vücut hücreleri ile kitap akciğerler arasında kan içinde taşınır. Bazı böceklerinkine trake ya da hava borularına mevcut olsa da, bunlar solunumda çok az bir rol oynarlar. Örümceklerde ve diğer bazı arachnidlerde, erkeğin pedipalpleri sperm aktarımı için değişikliğe uğramıştır. İncelikli kur davranışının ardından, erkek spermleri dişinin meni haznesine koyar. Örümceklerde, dişi yumurtaları koyarken, yumurtalar depolanan spermlerle döllenir ve bir koza içinde sarmalanırlar. Bazı türlerde dişi yavrular yumurtadan çıkıncaya kadar kozaları taşır. Diğer örümcek türlerinde kozalarındaki yumurtalar toprağa bırakılırlar. Diğer çeşit arachnidlerde, sperm dişinin vücuduna erkek tarafından aktarılmaz. Bunun yerine, sperm bir örtü ile kuşatılır ve yere bırakılır. Ardından bu örtü dişi tarafından gonopore denilen özel bir vücut açıklığına alınır. bağırsak emici mide kalp ostiyum sindirim bezi aort Malpigi borucuğu beyin gözler rectum Zehir bezi anus pedipalp ağız kitap akciğerler yürüme bacaklarının yumurtalık trake kaideleri ) genital açıklık ipek bezleri Şekil 15-7. Bir Arachnid’in Yapısı iplikçik bezleri 53 Örümceklerde ve bir diğer küçük arachnid grubunda, karnın sonunda üç çift iplik memeciği vardır. iplik memecikleri karının içindeki ipek bezleri tarafından üretilen ipeği örmek için kullanılır. Sıvı protein iplik memeciklerinden dışarı sıkıldıkça, iplikçik olarak sertleşir. Örümcekler bu iplikçikleri pek çok amaç için kullanırlar. Bazısı bunları içinde av yakaladıkları ağlar oluşturmak için kullanır. İplikçikler yuvaların içini kapatmak ve döllenmiş yumurtalar için koza yapmak için de kullanılır. Örümcekler ayrıca iplikçikleri ulaşım aracı olarak da kullanırlar. Kendi kendilerine iplikçikle bir ağaçlardan inebilirler. 15.6.2. Akrepler: Descriptions and Control Techniques Scorpion Facts Scorpions have existed for 350-400 million years. They were one of the earth's first arthropods. They are commonly found in deserts, but are present in grasslands, savannahs and certain forests as well. Scorpions have even been found under snow covered mountains. There are approximately 90 different types of scorpions living in the U.S. All but four of these live west of the Mississippi River. Scorpions are predators. They feed on a wide range of insects, spiders, centipedes and even other scorpions. Larger scorpions can feed on small lizards, snakes and mice. Scorpions are nocturnal animals, which means they only go out at night. Scorpion Bodies Scorpions have long, segmented bodies that are divided into 2 sections: The body and the tail. The Body: They body is divided into 2 parts. One part contains the sensory, mobility and feeding appendages. The other contains the genital openings, the breathing slits and a pair of comb like appendages (pectines) that sweep the ground as detectors. The Tail: The tail extends out from the abdomen. It has 5 different segments, each one longer than the one before it. At the tip of the tail is the stinger, which is not considered a true segment. 54 Şekil 15-8. Akrep morfolojisi. Symptoms Of A Scorpion Sting Usually scorpion stings are not fatal, but their sting can be very painful and will need treatment. For more serious scorpions stings, the following symptoms may be seen: Çoğunlukla akrep sokmaları öldürücü değildir, ancak çok ağrı verici olan ve tedavi gerektiren ciddi akrep sokmalarında aşağıdaki belirtiler görülebilir. Body discomfort Vücut rahatsızlığı Sweating Terleme Rise in blood pressure Kan basıncında yükselme Salivation Tükürük salgılama Nausea Mide bulantısı Vomiting Kusma Diarrhea İshal Allergic reactions Alerjik tepkiler Convulsions Gülme krizi Treatment Of A Scorpion Sting If you are stung, you should follow these steps: Call your doctor or emergency services right away Be calm and do not move too much Make sure not to raise up the area Remove blood or venom from around the sting by wiping away from the sting area Use ice cubes to dull some of the pain Bandage the sting area tightly Scorpion Venom The venom of scorpions is used both for prey capture and defense. Their venoms are complex mixtures of toxins, which affect the victim's nervous system, and other substances. Each type of scorpion has its own mixture. Although these creatures have a bad name, only one species in the United States has venom strong enough to seriously harm humans. The Bark scorpion has the most toxic sting in the U.S. It is found over much of Arizona and a small population live in southeastern California. The venom of this scorpion may produce severe pain and swelling at the sting site, numbness, frothing at the mouth, breathing problems, muscle twitching and convulsions. Death is rare and an antivenin is available for severe cases. Scorpion Control 55 Scorpions do not nest, so it is hard to treat them with insecticides. If you use chemical control, be sure to follow the instructions on the label. One of the best ways to control scorpions is to capture them, but you must be careful. Scorpions glow under a black light, so you can use it to find where they are hiding. To be safe, where boots and gloves. You can prevent scorpions from entering your home by following the steps below: Remove/ Cover all trash Remove unneeded rock piles Seal openings in outside walls with mortar or caulking and weather-strip doors Screen doors, windows and vents Keep wood piles away from the house and ground Repair or prevent wet areas caused by leaks How To Avoid Being Stung Scorpion are active at night, so there are more chances to get stung after dark. Be careful around cracks or plants where scorpions tend to hide. Scorpions are most often found in dark places when indoors. Always check the inside of shoes, closets, cupboards and beds. Be sure to shake any clothing before putting it on and wear socks and shoes when walking around at night. Scorpions Life Cycle Scorpions give birth to their young throughout the summer months. Their young are not fully developed when they are born, and will develop over the next 7-21 days. As the babies are born, they crawl up on the mother's back, where they will live safely until they molt. If they fall off, they become prey, even for their mother. Scorpion Survival Scorpions bodies help to protect them, but they do have natural enemies. Scorpions not only feed upon each other, but are prey to other animals as well. Lizards and snakes are among their enemies in San Diego County. 15.6.3. Keneler ve Kirim-Kongo Kanamali Ateşi Kırım-Kongo Kanamalı Ateşi Nedir? Kırım-Kongo Hemorajik Ateş (KKHA),keneler tarafından taşınan Nairovirüs isimli bir mikrobiyal etken tarafından neden olunan ateş, cilt içi ve diğer alanlarda kanama gibi bulgular ile seyreden hayvan kaynaklı bir enfeksiyondur. Son yıllarda tedavide 56 görülen gelişmelere rağmen, bu enfeksiyonlarda ölüm oranları hala yüksektir. Keneler Nasıl Tanınır ve Nerelerde Bulunur? Keneler otlaklar, çalılıklar ve kırsal alanlarda yaşayan küçük oval şekillidir. 6-8 bacaklı, uçamayan, sıçrayamayan hayvanlardır. Hayvan ve insanların kanlarını emerek beslenirler ve bu sayede hastalıkları insanlara bulaştırabilirler. Ülkemiz kenelerin yaşamaları için coğrafi açıdan oldukça uygun bir yapıya sahiptir. Türlere göre değişmekle beraber kenelerin, küçük kemiricilerden, yaban hayvanlarından evcil memeli hayvanlara ve kuşlara (özellikle devekuşları) kadar geniş bir konakçı spektrumları mevcuttur. Kimler Risk Altındadır? Hastalık genellikle meslek hastalığı şeklinde karşımıza çıkar. Tarım ve hayvancılıkla uğraşanlar Veterinerler Kasaplar Mezbaha çalışanları Sağlık personeli özellikle risk gurubudur. Kamp ve piknik yapanlar, askerler ve korunmasız olarak yeşil alanlarda bulunanlar da risk altındadır. 57 Henüz ergin olmamış Hylomma soyuna ait keneler, küçük omurgalılardan kan emerken virüsleri alır, gelişme evrelerinde muhafaza eder; ergin kene olduğunda da hayvanlardan ve insanlardan kan emerken bulaştırır. Kuluçka Süresi Ne Kadardır? Kene tarafından ısırılma ile virüsün alınmasını takiben kuluçka süresi genellikle 1-3 gündür; bu süre en fazla 9 gün olabilmektedir. Enfekte kan, ifrazat veya diğer dokulara doğrudan temas sonucu bulaşmalarda bu süre 5-6 gün, en fazla ise 13 gün olabilmektedir. Belirtileri Nelerdir? Ateş Kırıklık Baş ağrısı Halsizlik Kanama pıhtılaşma mekanizmalarının bozulması sonucu; - Yüz ve göğüste kırmızı döküntüler ve gözlerde kızarıklık, - Gövde, kol ve bacaklarda morluklar 58 - Burun kanaması, dışkıda ve idrarda kan görülür - Ölüm karaciğer, böbrek ve akciğer yetmezlikleri nedeni ile olmaktadır. Kırım-Kongo Kanamalı Ateşinin Tanısı Nasıl Konulur? Kanda virüse karşı oluşan antikorların taranması tanı için en sık kullanılan yöntemdir. Bu göstergeler hastalığın başlangıcından sonra 6. günden itibaren belirlenebilir. Kırım-Kongo Kanamalı Ateşi Nasıl Kontrol Edilir ve Nasıl Korunulur? Hastalığın bulaşmasında keneler önemli bir yer tutmaktadır. Bu nedenle kene mücadelesi önemlidir fakat oldukça da zordur. 1. İnsanlar kenelerden uzak tutulabilir ise bulaş önlenebilir. Bu nedenle de mümkün olduğu kadar kenelerin bulunduğu alanlardan kaçınmak gerekir. 2. Kenelerin yoğun olabileceği çalı, çırpı ve gür ot bulunan alanlardan uzak durulmalı, bu gibi alanlara çıplak ayak yada kısa giysiler ile gidilmemelidir. 3. Bu alanlara av yada görev gereği gidenlerin lastik çizmegiymeleri, pantolonlarının paçalarını çorap içine almaları, 4. Görevi nedeni ile risk grubunda yer alan kişilerin hayvan ve hasta insanların kan ve vücut sıvılarından korunmak için mutlakaeldiven, önlük, gözlük, maske v.b. giymeleri gerekmektedir. 5. Gerek insanları gerekse hayvanları kenelerden korumak için haşere kovucu ilaçlar (repellent) olarak bilinen böcek kaçıranlar dikkatli bir 59 şekilde kullanılabilir. (Bunlar sıvı, losyon, krem, katı yağ veya aerosol şeklinde hazırlanan maddeler olup, cilde sürülerek veya elbiselere emdirilerek uygulanabilmektedir.) 6. Haşere kovucular hayvanların baş veya bacaklarına da uygulanabilir; ayrıca bu maddelerin emdirildiği plâstik şeritler, hayvanların kulaklarına veya boynuzlarına takılabilir. 7. Kenelerin bulunduğu alanlara gidildiği zaman vücut belli aralıklarla kene için taranmalıdır. 8. Vücuda yapışmış keneler uygun bir şekilde kene ezilmeden, ağızdan veya başından tutularak bir cımbız veya pens yardımıyla çıkartılır. Isırılan yer alkolle temizlenmelidir. Mümkünse kenenin tanı için alkolde saklanması uygun olur. (detaylı bilgi için http:/kidshealth.org/parent/general/body/tick_removal.html) 9. Diğer canlılara ve çevreye zarar vermeden, haşere ilacı (insektisit) ile uygulamanın uygun görüldüğü durumlarda çevre ilaçlanması yapılabilinir. Kırım-Kongo Kanamalı Ateşinin Tedavisi Nedir? Hastalığın kesin bir tedavisi bulunmamaktadır. Hastaya destek tedavisi yapılmalıdır. Konuyu Hazırlayan: Dr. Alp Akay - Dr. Selcan Başak Soyluoğlu 60 15-7 INSECTA SINIFI—BÖCEKLER 15-7-1 Böceklerin Genel Karakteristikleri Böcekler, Insecta sınıfı, biyolojik olarak hayvanlar içerisindeki en başarılı gruptur. Bilinen türü 900.000'den fazladır. Bazıları tatlı sularda, bazıları da tuzlu sularda yaşamasına rağmen hemen tüm böcekler karasal hayvanlardır. Böceklerin boyutları, 0.25 milimetre boyundaki küçük böceklerden, kanat açıklığı 30 santimetre olan tropikal pulkanatlılara kadar değişiklik gösterir. Fakat birçok böceğin boyu 2.5 santimetreden daha kısadır. 1. Böcekler uçabilen yegane omurgasızlardır. Uçabilme yetenekleri onlara yiyecek ararken uzun mesafelerde gitme olanağı sağlar. Uçma özellikleri onlara düşmanlarından kaçma ve yeni ortamlara yayılabilme imkanı sağlar. 2. Böceklerin, beslenme ve üreme uyumlarında oldukça büyük bir çeşitlilik vardır. Bu uyumlar, böceklerin her çeşit ortamda bulunmalarına ve birçok ortamdan besin sağlamalarına olanak verir. 3. Böcekler oldukça yüksek üreme oranına sahiptir. Tek bir dişi bir defada yüzlerce, hatta binlerce yumurta koyabilir. Bu yumurtalar çok çabuk gelişirler ve bir yıl boyunca sırasıyla milyonlarca yeni nesil üretebilirler. 4. Böcekler çoğunlukla küçüktür, bu da yaşamak için geniş alanlara ihtiyaçları olmadığı anlamına gelir. 15-7-2. Böceklerde Yapısal Değişmeler Bütün böceklerde üç ayrı vücut kısmı vardır- baş, göğüs ve karın. Başta, bir çift anten, birkaç ağız parçası ve birçoğunda bileşik göz bulunur. Göğüste, üç çift yürüme bacağı vardır. Ayrıca uçan böceklerde, kanatlar da göğüste yer alır. Karın, 11 bölütlü olabilir, bacak gibi ekleri yoktur. Bu bölümde incelenecek olan çekirgelerin yapısı, böcek sınıfının genel karakteristik özelliklerini yansımaktadır. Ancak, birçok böcekte, onların belirli bitkiler ve hayvanlar üzerinde beslenmesine veya belirli ortamlarda yaşamalarına olanak sağlayan özelleşmiş yapıları vardır. Ağız parçaları. Bir böceğin ağız parçalarının yapısı, onun besinini hangi yolla sağladığını gösterir. Ağız parçaları temelde iki tiptir. Çekirgeler gibi bazı böceklerde, çiğneyici ağız parçaları vardır. Diğerlerinde, arılar gibi, tüp şeklinde olan emici ağız parçaları vardır. Bazı böceklerde, hayvan ve bitki dokularını delmeye ve sularını içmeye 61 yarayan, iğne benzeri yapılar vardır. Kelebeklerde, hortum şeklinde olan emme borusu, çiçeklerden nektar emmek için açılır. Evsineklerinin emici ve yalayıcı ağız parçaları vardır. Vücut şekli. Böcekler vücut şekli bakımından önemli ölçüde değişiklik gösterirler. Hamamböceklerinin çatlak ve yarıklarda yaşaması için uygun olan, yassı vücut yapıları vardır. Kınkanatlıların kalın ve şişman vücutları vardır. Su akrepleri ve Değnek çekirgelerinin uzun ve narin vücutları vardır. Pulkanatlılar, onları akşam soğuklarından koruyacak tüylerle kaplıdır. Arılardaki tüyler veya sert kıllar polenlerin toplanmasına yardımcı olur. Bacaklar. Böceklerin bacakları çok çeşitli değişiklik gösterir. Örneğin, suda yaşayan böceklerde ve bazı kınkanatlılarda, yüzmede kullandıkları kürek şeklinde bacakları vardır. Bal arılarındaki yürüme bacağı, polen toplamak için değişikliğe uğramıştır. Peygamber develerinin ön bacakları avlarını yakalamak için değişikliğe uğramıştır. Şekil 15-9. Böcek morfolojisi ve anatomisi A- Baş B- Göğüs C- Karın 1. anten 2. nokta göz (alt) 3. Nokta göz (üst) 4. Bileşik göz 5. beyin (cerebral ganglia) 6. öngöğüs 7. aort 8. trake boruları (gövdede soluk delikleri) 9. orta göğüs 10. aArka göğüs 11. önkanat 12. arkakanat 13. orta bağırsak (mide) 14. dorsal kalp 15. yumurtalık 16. arka bağırsak (bağırsak, rekctum & anüs) 17. anüs 18. yumurta kanalı 19. Sinir kordonu 20. Malpighi borucukları 21. ayak yastıkçıkları 22. tırnaklar 23. ayak 24. baldır 25. uyluk 26. uyluk halkası 27. ön bağırsak (kursak, kaslı mide) 28. göğüs sinir düğümü 29. kalça 30. tükürük bezi 31. subesophageal ganglion 32. ağız parçaları 15-7-3 Çekirge- Temsilci Böcek Bütün böcekler gibi, çekirgenin vücudu da üç parçaya ayrılır- baş, göğüs ve karın. Baş, birbiriyle kaynaşmış altı bölütten oluşur. İki büyük bileşik göz, tatlısu ıstakozunda olduğu 62 gibi, başın kenarlarında yer alır. Ayrıca çekirgede bileşik gözlerin arasında yer alan üç tane de basit gözler veya ocelli vardır. Basit gözler görüntü oluşturmazlar. Sadece ışığa ve karanlığa karşı duyarlıdırlar. Başın önünde bir çift birleşik anten vardır. Antenler koku ve dokunmaya karşı duyarlıdır. Çiğnemede kullanılan ağız parçaları, ağzın dışında yer alır. Bu yapılar bitkilerin yapraklarından beslenmeye uyarlanmıştır. Üst dudak veya labrum ve alt dudak veya labium’un görevi besini tutmaktır. Mandibulalar veya ezici çeneler kaba uçlu çıkıntılı dişlerle sonlanır. Isırırken ve çiğnerken mandibulalar bir taraftan diğer tarafa hareket ederler. Mandibulaların arkasında, maxilla olarak adlandırılan ikinci bir çift çene vardır. Bu yapılar besini tutar ve mandibulalara aktarır. Maxilla ve labium'daki duyusal palp'lar besini hisseder ve tadını alır. Alt dudağın altında dil benzeri bir organ vardır. Göğüs üç bölütten oluşur- öngöğüs, ortagöğüs ve arkagöğüs. Her bir bölüt, yapısal olarak benzer olan birer çift bacak taşır. Her bacak beş bölütten oluşur. Son bölüt tarsus veya ayak olarak adlandırılır. Ayakta, çekirgenin düzgün yüzeylere tutunmasını sağlayan yumuşak yapılar ve pürüzlü yüzeylere tırmanmasını sağlayan tırnaklar vardır. İlk iki bacak çifti yürümek içindir. Üçüncü bacak çifti diğerlerinden daha büyüktür ve sıçramak için değişikliğe uğramıştır. Göğsün son iki bölüdüne bağlı olan iki çift kanat vardır. Dıştaki ön kanatlar, içteki arka kanatlara koruyucu bir örtü görevi görecek şekilde serttir. Uçuşta kullanılan esnek olan arka kanatlardır. Arka kanatlar kullanımda olmadığı zaman yelpaze gibi katlanır. Arka kanatlardaki ince zarlar onları güçlendirmesi için damarlar içerirler. Karın on bölütten oluşur. Karın ve göğsün alt kenarında solunum boruları ya da soluk borusuna açılan on çift solunum deliği vardır. Birinci karın bölüdünün her iki kenarında işitme organları, tympana vardır. Her bir tympanumda, ses dalgaları geldiğinde titreyen oval, şişkin bir zar vardır. Son karın bölüdü üreme için değişikliğe uğramıştır. 15-7-4 Çekirgede Beslenme Bir böcek olan çekirgenin de yer solucanı gibi borusal bir sindirim sistemi vardır (Şekil 7-2). Besinler, yaprak vejetasyonunu çiğnemeye iyi uyum sağlamış ağız parçaları ile mekanik olarak parçalanır ve ağızda tükürük bezlerinin salgısı tükürük ile karıştırılır. Daha sonra yemek borusu ile geçici olarak biriktirildikleri kursağa iletilir. Buradan, kitinden yapılmış diş şeklindeki çıkıntıların eylemi ile çok küçük taneciklere öğütüldükleri kaslı çiğneyici ön mideye geçerler. Ardından kimyasal sindirimin olduğu mideye gelirler. Midenin hemen dış yüzeyindeki salgı bezlerinde üretilen sindirim enzimleri, besin taneciklerine etki ettikleri mideye geçerler. Sindirim ürünleri mide çeperinden kan dolaşımına absorbe edilir ve vücudun tüm hücrelerine taşınır. Sindirilmemiş materyaller bağırsaktan geçer ve su emiliminin olduğu rektumda geçici olarak tutulurlar. Kuru atıklar anüsten atılır. 63 15-7-5 Böceklerde Taşınım Çekirgenin açık dolaşım sistemi vardır. Açık dolaşım sisteminde, kan, damarlar içinde değil, vücut dokularını doğrudan ıslattığı açık boşluklar içinde akar. Çekirgenin kanı hemoglobin içermez ve renksizdir. Temelde besinlerin ve azot içerikli atıkların taşınması ödevini görür. Oksijen ve karbondioksit taşımaz. Aksine, bu solunum gazları dolaşım sisteminden ayrı olan bir dizi borular içinde taşınır. Çekirgenin açık dolaşım sistemi, solucanın kapalı dolaşım sisteminden oldukça farklıdır (Şekil 8-2). Sırt borusu, üstte, dorsalde, sindirim ve üreme sistemlerinin üzerinde tek bir damar olan aort ve boru şeklindeki bir kalptir. Posterior ya da hayvanın gerisine yakın olan kalbin kasılması, kanı aorttan başa doğru pompalar. Başta, kan aorttan dışarı boşalır ve vücut boşlukları ya da sinüslerden damla damla akarak bütün vücut dokularından geçer. Kan ile vücut hücreleri arasındaki materyal değişimi kanın sinüsler içinde olduğu anda meydana gelir. Kanın sinüsler içindeki hareketi diyaframlar ve diğer kas hareketleri ile sağlanır. Sonuçta, kan, çeperindeki açıklıklardan tekrar kalbe geçer. aorta (aort) heart (kalp) Şekil 15-10. Çekirgede Açık Dolaşım 15-7-6 Böceklerde Solunum Çekirgede solunum sistemi dolaşım sistemine bağlı değildir. Kan oksijen ve karbondioksitin taşınması için kullanılmaz. Bunun yerine, hava, trake ya da trake borucukları denilen, kollara ayrılan bir hava borucukları sitemi ile bütün vücut hücrelerine doğrudan taşınır. Hava, çekirgenin vücuduna soluk delikçikleri denilen on çift açıklıktan girer ve çıkar (Şekil 10-1). Her bir soluk delikçiğinden başlayarak, trake borucukları giderek küçülen borucuklara ayrılır. Mikroskobik hava borucuklarının sıvı dolu son uçları vücut hücreleri ile doğrudan temastadır ve gerçek solunum yüzeyidir. Havanın oksijeni burada trake borucuklarından vücut hücrelerine difüze olur ve karbondioksit vücut hücrelerinden trake borucuklarına difüze olur. Hava, çekirgenin kaslarının kasılmasıyla trake sisteminin içine ve dışına pompalanır. İçeriye nefes alırken, karın genişler ve hava öndeki ilk dört çift soluk delikçiğinden trake borucuklarına emilir. Bu borucuklara bağlı birkaç büyük hava kesesi bu pompalama eylemini destekler. Nefesi dışarı verirken, karın büzülür, öndeki dört çift soluk delikçiği kapanır ve hava, arkadaki altı çift soluk delikçiğinden trake borucuklardan dışarıya sızdırılır. Trake borucukları sistemi küçük hayvanların solunumu için orantısal olarak yeterlidir. Bunun yanında, büyük hayvanlarda, gerekli hacimdeki gazları böyle bir sistemle ulaştırmak mümkün olamamaktadır. Çekirgeler ve diğer böcekler hepsi küçük hayvanlardır ve bu hava borucukları sistemi onların ihtiyaçları için yeterli olmaktadır. 64 hava keseleri solunum delikleri trake boruları Şekil 15-11. Çekirgede Solunum Sistemi 15-7-7 Böceklerde Boşaltım Çekirgelerin ve diğer böceklerin boşaltım organları Malpigi tüpleri’dir. Böcekler açık dolaşım sistemine sahiptir. Böylece ince boşaltım tüplerinin etrafı, vücut boşluklarında serbestçe dolaşan kanla çevrilidir. Kandaki atıklar ve diğer maddeler difüzyon ve aktif taşımayla tüplere girer. Tüplerden bağırsağa geçerler. Su, besinler ve diğer yararlı maddeler hem tüplerde hem de sindirim sisteminde yeniden emilir ve vücut sıvısına geri dönerler. Azotlu kuru atık maddeler, ürik asit, anüs aracılığıyla dışkıyla vücuttan atılır. Tüm azotlu atıklar içinde en az zehirli olanı ürik asittir. Suda çözünmediği için neredeyse tamamen zararsızdır. Böceklerde olduğu gibi kuşlar ve sürüngenler tarafından katı veya yarı katı olarak dışarı atılır. Bir organizmanın vücudundan çıkarılması neredeyse hiç su gerektirmediğinden, ürik asidin atılması su kaynağı sınırlı olan kara hayvanlarının su korumasına yardım eder. Karbon dioksit vücut dokularından trake tüplerine geçer ve sonra da stigmalardan çekirgenin dışına atılır. 15-7-8 Böceklerde Hareket Çekirgenin vücudu kitinden oluşan bir dış iskelet ile örtülüdür. Dış iskelet, esnek eklemlerle birbirine bağlanan plakalara bölünmüştür. Bu düzen çekirgenin serbestçe hareket etmesini sağlar (Şekil 12-2). Çekirgeler yürüyebilir, sıçrayabilir ve uçabilir. Diğer böcekler gibi, çekirgenin de 3 tane temel vücut parçası vardır - baş, göğüs ve karın. Göğse bağlı 3 çift bacak vardır. Güçlü olan arka çift sıçramak için kullanılırken, ilk iki çift yürümek için kullanılır. Bir çekirge kendi vücut uzunluğunun 20 katı mesafeye sıçrayabilir. Ayrıca göğse bağlı 2 çift kanat vardır. Dıştaki çift serttir ve uçuş için kullanılan içteki narin çifti korur. Uçuşta kullanılan güçlü enine ve boyuna kaslar göğsün dış iskeletine bağlanmıştır. Kanatlarla direkt bir bağlantıları yoktur, fakat göğsün vücut 65 duvarının şeklini değiştirerek kanatları hareket ettirirler. Çekirgenin kasları çiftler halinde çalışır. Bir çiftteki bir kas kasılıp, kuvvetini bir ekleme verdiğinde, diğer kas gevşer. İkinci kas kasıldığında, ilk kas eklemi açarak gevşer. 15-7-9 Böceklerde Sinirsel Uyum Çekirgenin sinir sistemi temelde yersolucanındakinde benzerdir. Baş bölgesindeki bir beyin; vücut boyunca uzanan bir çift, kesintisiz ventral sinir ipi ve sinir düğümlerinden meydana gelir. Sinirler sinir düğümlerinden tüm vücut kısımlarına dallanırlar. Çekirgenin duyu organları yersolucanındakinden çok ileri derecede gelişmişlerdir. Çekirgenin, çeşitli dürtülere tepki veren gözleri, antenleri ya da “duyargaları” ve tat alma organları vardır. çekirgeler ayrıca sese de duyarlıdırlar. Çekirgeler yersolucanından çok fazla gelişmiş sinir sistemine sahip olduklarından, çok daha karmaşık davranış yetenekleri vardır. 15-7-10 Böceklerde Üreme ve Gelişme Bütün böcekler eşeyli ürerler. Yumurtalar dişinin yumurtalıklarında ve spermler erkeğin erbezlerinde üretilir. Çekirgeler çiftleştiklerinde, spermler dişinin vücuduna aktarılır ve dişinin seminal haznesinde saklanır. Yumurtalar yumurtalığı terk ettiğinde, döllenmenin gerçekleştiği yumurta kanalına girerler. Daha sonra dişinin vücudunun dışına çıkarlar. Dişinin karnının sonunda, yumurta koyma borusu denilen, sert ve dört uçlu bir organ vardır. Bu organ, yumurtaların içine konulacağı toprakta delikler açmada kullanılır. Yumurtalar sonbaharda konulur, ancak ilkbahara kadar açılmazlar. Çok az böcekte, yumurtadan minyatür ergin çıkar. Genç birey, her defasında daha büyüyerek deri değiştirir. Böcekler, yumurtadan ergine gelişinceye kadar belirgin değişimlere uğrarlar. Bu bir dizi değişikliklere başkalaşım denir ve bu süreç hormon denetimi altındadır. Yarı başkalaşım. Çekirgeler, cırcırböcekleri ve hamamböceği gibi bazı hayvanların yumurtaları yarı başkalaşım geçirirler. Bu tip gelişimde, yumurtalardan nimfler çıkar. Nimf ergine benzer fakat belirgin ergin özelliklerinden yoksundur. Çekirge nimfi ergine benzer fakat kanatları ve üreme organları yoktur. Nimfler birkaç kez deri değiştirirler. Her deri değiştirmede biraz daha büyür ve ergine benzerler. Yarı başkalaşımdaki gelişme basamakları yumurta, nimf ve ergindir. Tam başkalaşım. Birçok böceğin yumurtaları tam başkalaşıma uğrar. Güveler, kelebekler, kınkanatlılar, arılar ve sinekler tam başkalaşım gösterir. Bu tip gelişimde, yumurtalardan bölütlü, solucana benzer larvalar çıkar. Bu larvalar çoğunlukla tırtıl, kurtçuk veya manas olarak bilinir. Bu aktif evrede larva beslenir ve büyür. Birkaç deri değiştirdikten sonra, larva, pupa denilen bir dinlenme evresi geçirir. Pupa bir koza veya kendi dış vücut örtüsünden oluşan bir koruyucu örtü ile örtülüdür. Pupa evresi süresince larvaya ait dokular, ergine ait yapılara dönüşür. Değişimler tamamlandığında, örtü veya 66 koza açılır ve ergin ortaya çıkar. Tam başkalaşımdaki gelişme basamakları yumurta, larva, pupa ve ergindir. Tavus kelebeğinin gelişimi, tam başkalaşım geçiren böcekler için tipiktir. Yumurta, larva, pupa ve ergin basamaklarını içerir (Şekil 24-4). Başkalaşım basamakları, beyin hormonu, deri değiştirme hormonu ve gençlik hormonu adlı üç hormonun etkileşimiyle kontrol edilir. Yumurta larvaya, yani tırtıla dönüşür. Tırtıl beslenip, büyürken beyindeki sinirsel salgı hücreleri beyin hormonu denilen bir hormon salgılarlar. Beyin hormonu, deri değiştirme hormonu üretmesi için göğüsteki bir endokrin bezini uyarır. Deri değiştirme hormonu, dış iskeletin periyodik olarak değiştirilmesini uyarır. Larvanın daha olgun formlara dönüşmesi gençlik hormonu adı verilen bir hormon tarafından engellenir. Gençlik hormonu, beyin yakınlarındaki endokrin bezleri tarafından üretilir. Gençlik hormonu salgılandığı sürece, larva deri değiştirir, ancak bir sonraki basamak olan pupa dönemine geçemez. Larva döneminin sonunda gençlik hormonu salgısı azalır. Bir sonraki deri değiştirme zamanında larva pupa olur. Pupa döneminde böcek hareketsiz görünür fakat vücut oluşumunda büyük değişiklikler vardır. Pupa döneminin sonunda ergin pul kanatlı ortaya çıkar. Böcek kontrolünde son yaklaşım, gençlik hormonuna benzeyen maddelerin kullanılmasını içermektedir. Bu maddeler, böceği üremeden alıkoyan, larvanın ergine dönüşmesini engeller. 15-7-11 Böceklerin Sınıflandırılması Zoolojinin böceklerle ilgilenen dalına entomoloji denir. Böceklerle ilgili konularda çalışan bilim adamlarına entmologlar denir. Entomologlar Insecta sınıfını 27 takıma ayırır. Yirmi yedi takımdan altısı ormancılık bakımından büyük öneme sahiptir. Bu altı önemli takım Orthoptera, Diptera'dır. Tablo Homoptera, 24-1 bunların Hymenoptera, ve diğer Coleoptera, böcek Lepidoptera takımlarının karakteristikleri göstermektedir. Yumurta Larva Pupa Şekil 24-4. Kelebekte temel gelişme evreleri. ve Ergin 67 Böceklerin Ekonomik Önemi Böcekler o kadar yaygın ve çoktur ki günlük yaşamı birçok yönden etkilerler. Böcekler, her yıl ürünlerde milyarlarca dolar zarara neden olmaktadır. Böcekler, Hollanda karaağaç hastalığı ve mısır tanesi kararması hastalıkları gibi birçok bitki hastalığını yayarlar. Ayrıca birçok hayvan hastalığı da bulaştırırlar: sivrisinekler sıtma, sarıhumma ve fil hastalığı; ev sinekleri dizanteri ve tifo; çeçe sinekleri Afrika uyku hastalığı; bitler tifüs; ve pireler veba taşırlar. Böcekler ayrıca eşyalara da zarar verirler: termitler oduna; pul kanatlılar ve halı kınkanatlıları giyeceklere, kumaşlara, kürklere ve halılara; gribalıkçıl kağıtlara zarar verir; ve buğdaybitleri, hamamböcekleri ve karıncalar yiyecekleri bozarlar. Tablo 15.1 Başlıca Böcek Takımlarının Temel Özellikleri. Takım Örnekler Thysanura Gribalıkçıllar, Kılkuyruklar Orthoptera Heteroptera Homoptera hamamböcekleri, cırcırböceği çekirgeler danaburnu, peygamber develeri Tahtakuruları yatak böcekleri, suikastçı böcekler tıs böcekleri kımıllar ağustosböcekleri, yaprakbitleri, tükürük böcekleri beyazsinekler Isoptera Termitler Odonata Yusufçuklar, Su bakireleri Ephemeroptera Mayıs Sinekleri Anoplura Emici Bitler (Hepsi kanatsız) Çiğneyici bitler (Hepsi kanatsız) Kınkanatlılar ateş böcekleri, kabuk böcekleri, gelin böcekleri, haziran böcekleri, patates böceği Mallophaga Coleoptera Lepidoptera Kelebekler Güveler Özellikleri - Yaşama Yerleri Küçük böceklerdir. Kılkuyruklar, yaprak çürüntü katmanında, tomrukların altında vb. bulunurlar. Gribalıkçıllar nemli yerlerde bulunur, çoğu kez bina içinde zararlı olurlar. Şeker hırsızı, Lepisma saccharina Yerde ve alçak boylu bitki örtüsü üzerinde bulunan büyük böceklerdir. Birçoğu vücut parçalarını birbirine sürerek ses çıkarırlar. Bu grubun birçok üyesi bitkiler üzerinde beslenir ve büyük zararlar verirler. Hamamböcekleri binalar içindeki zararlılardır. Çok büyük bir grup. Çoğunluğu karasal; bazıları sucul ve az kısmı da parazittir. Bir kısmı bitkiler üzerinde beslenir, diğerleri böcekleri avlar. Bitkilerde beslenirler. Çoğu, bitkilerde önemli zararlara neden olur ve bir kısmı da hastalık bulaştırır. Lak böcekleri, şellak üretiminde kullanılan lakın kaynağıdır. Çoğunlukla odunla beslenen, küçük, sosyal böcekler. Termitler, odundan yapılmış olan bina ve diğer objelere zarar verir veya yok ederler. Su çevresinde bulunurlar; sivrisineklerle ve diğer küçük böceklerle beslenirler. Küçük veya orta boyutta, göl, dere sucul çevrede yaşarlar. Erginler sadece bir gün yaşar ve hiçbir şey yemezler. Memeli parazitleri. İnsan da dahil olmak üzere konukçularının kanlarını emerek beslenirler. Isırıkları tahriş edicidir ve hastalık yayarlar. Kuşlarda ve memelilerde (insanlarda değil) parazittir. En geniş böcek takımı. Bütün habitatlarda bulunur. Birçoğu bitkiler üzerinde beslenir ve önemli zararlılardır. Vejetasyon üzerinde bulunur. Bu grubun larvaları bitkiler üzerinde beslenen ve çoğu kez önemli zararlar veren tırtıllardır. 68 Hymenoptera Diptera Siphonaptera Arılar, Karıncalar bal arısı, yabanarıları, karıncalar testereli arılar Gerçek Sinekler evsinekleri, kara sinekler sivrisinekler titreksinekler atsinekleri Pireler (Hepsi kanatsız) Çeşitli habitatlarda, çoğunlukla vejetasyon, özellikle çiçeklerde ve yerde yaşayan geniş bir grup. Bazıları diğer böceklerin parazitleridir. Karıncalar, bazı yaban arıları ve arılar toplumsal böcekler. Üyeleri, her birinin belli görevleri yürüttüğü kolonilerde yaşarlar. Bal arıları, birçok türdeki bitkinin tozlaşmasında çok önemlidir. Oldukça farklı geniş alanlarda bulunur. Bazıları bitkiler üzerinde beslenir, bir kısmı parazittir ve diğer böcekler üzerinde beslenirler. Birçoğu zararlıdır. Bazıları bitkilerde zararlıdır, bazıları hayvan hastalıklarını bulaştırır. Kuşlarda ve memelilerde küçük parazitler. Pireler, evcil hayvanlara ve insanlara zarar verir. Pirelerin çok az bir kısmı, vebayı da içeren hastalıklar bulaştırırlar. Ayrıca böceklerin önemli işlevleri de vardır. Çeşitli böcekler, ürün veren bitkilerin tozlaşmasında önemlidir. Örneğin, arılar elma ve armut çiçeklerini, yonca ve çilekleri tozlaştırır. Böceklerden sağlanan ürünler, arılardan elde edilen bal; lak böceklerinden elde edilen ve şellak yapımında kullanılan lak; ve ipek böceklerinden elde edilen ipeği içermektedir. Bazı böcekler insanlara ve eşyalara zararlı olan diğer böcekleri yok ederler. Gelinböcekleri, portakal ve limonda zararlı olan koşnil ve unlubit böceklerini yerler. Peygamberdeveleri hemen hemen yakalayabildikleri tüm böcekleri yerler. Parazitarılar, yumurtalarını larvaların içine koydukları için sonuçta onları öldürürler. Suda yaşayan böcekler sivrisinek larvalarını yerler. Ayrıca böcekler kuşlar, kurbağalar ve balıklar için besin kaynağıdırlar. Son olarak, bazı böcekler ölü bitkileri ve hayvan artıklarını yiyerek, temizleyici olarak görev yaparlar. Diğer hayvan veya böceklere zarar vermeden, zararlı böcekleri kontrol altında tutmanın yollarını bulmak bilim adamları için başlıca problemdir. Kimyasal insektisitler, çevreyi zehirler ve zararlı ve faydalı böceklerin her ikisini de öldürürler. Diğer hayvanlara ve insanlara da zararlıdırlar. Ayrıca zaman içerisinde böcek populasyonları kimyasallara karşı dayanıklı hale gelirler. Birçok bilim adamı, biyolojik kontrol yöntemlerinin kimyasal insektisitlerden daha güvenli olduğuna inanmaktadır. Biyolojik kontrol, erkeklerin kısırlaştırılıp salıverilmesi; dirençli bitkiler yetiştirilmesini; sadece zararlı böcekleri yok edecek spesifik parazit ve predatörler tespit edilmesini; ve böcekleri tuzaklara çekmek için cinsel çekicilerin (feromonların) kullanılmasını içerir. 69 ECHINODERMATA ŞUBESİ - DERİSİ DİKENLİ HAYVANLAR 16-1 Derisidikenlilerin Genel Karakteristikleri Echinodermata şubesi denizyıldızları, denizkestaneleri, denizhıyarları ve kum sikkelerini içerir. Bu hayvanların hepsi denizlerde ve temelde okyanus tabanında yaşarlar. Bazıları hareketsizdir, ancak çoğu hareketlidir. Larvaları bileteral simetrili, ancak erginleri radyal simetrilidirler. Derisidikenlilerin iyi gelişmiş sölomları vardır. Derisidikenlilerin hemen hepsi destek ve koruma ödevi gören içsel bir iskelete sahiptirler. İskelet, vücut duvarına gömülü sert, kireçleşmiş plakalardan ibarettir. Bu plakalar üzerindeki dikensi uzantılar deriye saplıdır. Bu uzantılar derisidikenlilere dikenli derili görünümünü verir. Şimdiye kadar değerlendirdiğimiz tüm omurgasızlarda, embriyoda oluşan sindirin sisteminin ilk açıklığı blastofordan oluşan ağızdır. Anüs açıklığı ağzın karşıtı olarak daha sonra açılır. Derisidikenlilerde bu kalıp tersine çevrilmiştir. Blastofor ağız olmakta ve ağız, anüsün karşıtı olarak daha sonra oluşmaktadır. Bu gelişme modeli, omurgalılar için karakteristiktir ve derisidikenliler ile daha karmaşık hayvanlar arasındaki olası bir gelişimsel ilişkiyi gösterdiği düşünülmektedir. Bu şubenin temsilcisi denizyıldızı olduğundan, derisidikenlilerin yapı ve işlevlerinin incelenmesinde örnek olarak alınmıştır. Şekil 16-1. Derisidikenlilerde temel morfoloji ve anatomi. 16-2 Denizyıldızının Yapısı ve Yaşamsal İşlevleri Denizyıldızının vücudu, kollar ya da ışınların yayıldığı bir merkezi diskten ibarettir. Deniz yıldızlarının çoğu beş kola sahiptir, ancak bazısına yirmi kadar olabilmektedir. 70 Denizyıldızında hareket ve besin sağlama, sadece derisidikenlilerde bulunan, su-damar sistemi denilen bir sistemi kapsar. Denizyıldızının dorsal yüzeyinde kalbur plaka denilen bir açıklık vardır. Deniz suyu kalbur plakadan girer ve taş kanaldan halka kanala geçer. Bir radyal kanal halka kanaldan her bir kolun içine sokulur. Her bir radyal kanalla bağlantılı tüp ayaklar denilen pek çok, küçük borucuk şeklinde yapılar vardır. Her bir tüpün bir ucunda ampul benzeri bir yapı ve onun ucunda bir emici vardır. Ampuller denizyıldızının vücudunun içindedir, ancak tüp ayaklar ventralden ya da alttan, kolların yüzeyinden dışarı uzanır. Ampuller büzüldüğünde, su, uzamasına neden olarak tüpe itilir. Tüp ayak bir yüzeye değdiğinde, emicisi hızla içeri alınır. Tüp ayak kasıldığında ya da kısaldığında, su burucuğun gerisine itilir ve denizyıldızı ileri doğru çekilir. Denizyıldızı midye ve istiridyelerden beslenir. Su-damar sistemini avlarını açılmaya zorlamak için kullanırlar. Beslenmede, denizyıldızı kollarını molluskun her iki tarafına sarar, tüp ayakları her bir kabuğa tutturur ve çeker. Sonuçta mollusk yorulur ve kabukları hafifçe açılır. Ardından denizyıldızının midesi ağızdan dışarı uzatılır ve molluskun kabuğu arasındaki küçük açıklıktan içeriye sokulur. (Denizyıldızı mide kısmını 0,1 milimetre kadar küçük bir açıklıktan içeri sokabilir.) Midenin salgıladığı enzimler molluskun yumuşak vücudunu kısmen sindirir. Ardından besin mideye alınır ve mide denizyıldızının içine geri çekilir. Sindirim tamamlandığında, besin, mideden kollardaki sindirim bezlerine geçer. Şekil 16-2. Derisidikenlilerde su-damar sistemi. Denizyıldızında solunum, deri solungaçların ve tüp ayakların içinden gazların difüzyonu ile meydana gelir. Deri solungaçlar vücut yüzeyinden dışarı uzanan küçük, parmak şeklinde yapılardır. Sölom sıvısı ile doludurlar. Vücut organlarını yıkayan ve onlara besinlerle oksijen 71 sağlayan ve atıkları uzaklaştıran sölom sıvısında pek çok materyal dağılmıştır. Boşaltım difüzyonla vücut yüzeyinden olur. Denizyıldızında eşeyler ayrıdır. Gametler merkez disk açıklığından döllenmenin meydana geldiği suya dökülür. Döllenmiş yumurtalar bilateral simetrili, serbest yüzen larvalara gelişir. Birkaç hafta sonra, larvalar katı bir yüzeye tutunur ve küçük bir denizyıldızına gelişirler. Denizyıldızı, yitik kısımlarını şaşırtıcı bir yenileme yeteneğine sahiptir. Bütün bir yeni vücut, olabildiğince küçük tek bir koldan ve merkez diskin çok küçük bir parçasından gelişebilir. 72 16.3. Kum sikkeleri. Hayvanlar aleminin Echinodermata, derisi dikenli hayvanlar şubesinin Echinoidea sınıfının, Clypeasteroida Takımının üyeleridir. Bu hayvanların en ilginç yanları, turaları aşınmış, kenarları kıvrılmış ve kopmuş kum içinde gömülü eski paraları andırmalarıdır. Kum sikkelerinin yer aldığı derisi dikenli hayvanlar şubesi denizyıldızları, denizkestaneleri, denizhıyarlarını da içerir. Bu hayvanların hepsi denizlerde ve temelde okyanus tabanında yaşarlar. Bazıları hareketsizdir, ancak çoğu hareketlidir. Şekil 16-3. Deniz tabanında bir kum sikkesi 16. Şube Hemichordata, Yarı sırtipliler Yarı sırtipliler, Palamutbaşlı solucanlar ya da Hemichordata; denizlerde yaşayan ve solucana benzeyen en ilkel sırtipli hayvanlar şubesidir. Vücutları hortum (proboscis), yakalık (collar) ve gövde oarak üç bölüme ayrılmıştır. Korda (sırtipi) vücudun yalnız ön bölgesinde ve çok kısa olarak bulunur. Gerçek bir kuyruk bölgesinin olmaması bu grubu diğer sırtiplilerden ayıran önemli özelliğidir. Solungaç yarıkları ve notokord oluşumu kordalılardan farklı olduğundan yaklaşık 80 kadar tür içeren ayrı bir şube olarak tanımlanmıştır. Hemichordatanın yapısı 73 CHORDATA ŞUBESİ-SIRTİPLİLER Chordata şubesi üç alt şubeye ayrılmıştır. Bunların en büyüğü omurgalıları içeren Vertebrata alt şubesidir. Diğer iki sırtiplikli alt şubesi Urochordata ve Cephalochordata’dır. Bu iki alt şubenin üyelerinin omurgaları yoktur ve omurgalılardan daha ilkel oldukları varsayılır. 17-1 Sırtiplilerin Genel Karakteristikleri Yaşamlarının bir döneminde, bütün sırtipliler, onları diğer tüm hayvanlardan ayıran şu üç karakteristiği gösterirler. 1. Sırtiplilerin sırtsal, içi boş bir sinir ipleri vardır. 2. Sırtipliler notochord denilen esnek, kamış benzeri içsel destekli bir yapıya sahiptirler. Sindirim borusuna sırtsal olan notochord tüm sırtiplilerin embriyosunda bulunur. Tulumlular ve kafatassızlarda, yaşam boyunca destek yapısı olarak kalır. Omurgalıların çoğunda, embriyo gelişiminin başında kıkırdak ve kemikle değiştirilir. Kıkırdak veya kemik destekleyici bir omurga ya da omursal sütun oluşturur. 3. Sırtiplilerin boğazlarında çift solungaç yarıkları vardır. karada yaşayan sırtiplilerde, solungaç yarıkları sadece embriyolojik gelişme sırasında görülürler. Balıklar gibi, belirli sırtiplilerde, solungaç yarıkları yaşam boyu solunumda işlev yapar. 17-2 Urochordatlar ve Cephalochordatların Karakteristikleri Urochordatlar tulumlular denilen yumuşak vücutlu, deniz hayvanlarıdır. Ergin tulumlular vücutlarından akan sudan besin ve oksijen sağlayan, bir yere bağlı yaşayan hayvanlardır. Su ağza ya da iç akıntı sifonuna girer. Ardından yutağa ve gaz değişiminin olduğu yutağın çeperlerindeki solungaç yarıklarına geçer. Bundan sonra su kulakçık denilen bir odacık içine geçer ve dışakıntı sifonu ile dışarı geçer. Solungaçlar, daha sonra sindirim sistemine geçen, yakalanan besin taneciklerini de dilimlerler. Ergin tulumlular sırtsal, içi boş sinir ipinden ve notochorddan yoksundurlar. Erginlerin aksine, larval tulumlular sırtiplilerin üç karakteristiğinin hepsini gösterirler. Hareketlidirler ve iribaşları andırırlar. Sonunda larva deniz zeminine yerleşir ve bir ergine gelişir. Cephalochordatlar lanceletler denilen küçük, deniz hayvanlarıdır. Bu grubun en yaygın üyeleri amphioxus’dur. Lanceletler sadece ön uçları açıkta çoğunlukla kuma gömülü olarak yaşarlar. Tulumlulardaki Ergin gibi, su lanceletler ağızdan üç vücuda karakteristik girer ve sırtipli yutağa yapıları ve gaz gösterirler. değişiminin olduğu solungaç yarıklarına geçer. Besin tanecikleri solungaç yarıklarına geçmez. Bunun yerine, doğrudan sindirim sistemine girerler. Su atrial gözeneklerden vücudu terk eder. 74 17-3 Omurgalıların Karakteristikleri Omurgalılar en kalabalık ve karmaşık sırtiplilerdir. Omurgalıları diğer sırtiplilerden ayıran temel karakteristik omurlardan yapılan belkemiği sütununun varlığıdır. Bu yapı içsel destekli bir iskelet olarak ödev görür ve esnekliğe ve harekete izin verir. Ergin omurgalılarda, belkemiği sütunu notochordu kuşatmış veya yerini almıştır. Belkemiğine ek olarak, omurgalılar diğer bazı karakteristikleri paylaşırlar. 1. Oyuk sinir ipinin sırtsal ön kısmı bir beyne genişlemiştir. 2. Vücut çoğunlukla bir baş, göğüs ve gövdeye ayrılmıştır. Baş beyni ve çeşitli duyu organlarını içerir. 3. Omurgalıların çoğunda, gelişmenin bir evresinde bir kuyruk vardır. 4. Birleşmiş bir içsel iskelet vardır. 5. İki çift üye vardır. 6. İki ile dört gözlü kalp vardır. Dolaşım sistemi kapalıdır ve kırmızı kan hücreleri hemoglobin içerir. 7. Sucul omurgalılarda, gaz değişimi solungaçlarda meydana gelirken, kara omurgalılarında akciğerlerde meydana gelir. 8. Sindirim, boşaltım ve üreme organları yanında kalp ve akciğerleri içeren büyük bir vücut boşluğu ya da coelom vardır. 9. Vücut örtüsü, deri, en az iki katmandan oluşur. Deri çoğunlukla salgı bezleri, pullar, tüyler, kıllar, tırnaklar, pençeler, boynuzlar ve toynaklar gibi yardımcı yapıları oluşturur. Vertebrata alt şubesi yedi sınıfa ayrılır. Bunlar çenesiz balıklar, kıkırdaklı balıklar, kemikli balıklar, ikiyaşamlılar, sürüngenler, kuşlar ve memelilerdir. OMURGALILAR-1 25 BALIKLARDAN SÜRÜNGENLERE CHORDATA ŞUBESİ-SIRTİPLİLER Chordata şubesi üç alt şubeye ayrılmıştır. Bunların en büyüğü omurgalıları içeren Vertebrata alt şubesidir. Diğer iki sırtipli alt şubesi Urochordata ve Cephalochordata’dır. Bu iki alt şubenin üyelerinin omurgaları yoktur ve omurgalılardan daha ilkel oldukları varsayılır. 25-1 Sırtiplilerin Genel Karakteristikleri Yaşamlarının bir döneminde, bütün sırtipliler, onları diğer tüm hayvanlardan ayıran şu üç karakteristiği gösterirler. 1. Sırtiplilerin sırtsal, içi boş bir sinir ipleri vardır. 2. Sırtipliler notochord denilen esnek, kamış benzeri içsel destekli bir yapıya sahiptirler. Sindirim borusuna sırtsal olan notochord tüm sırtiplilerin embriyosunda bulunur. Tulumlular ve kafatassızlarda, yaşam boyunca destek yapısı olarak kalır. Omurgalıların çoğunda, embriyo gelişiminin başında kıkırdak ve kemikle değiştirilir. Kıkırdak veya kemik destekleyici bir omurga ya da omursal sütun oluşturur. 3. Sırtiplilerin boğazlarında çift solungaç yarıkları vardır. Karada yaşayan sırtiplilerde, solungaç yarıkları sadece embriyolojik gelişme sırasında görülürler. Balıklar gibi, belirli sırtiplilerde, solungaç yarıkları yaşam boyu solunumda işlev yapar. 25-2 Urochordatlar ve Cephalochordatların Karakteristikleri Urochordatlar tulumlular denilen yumuşak vücutlu, deniz hayvanlarıdır. Ergin tulumlular vücutlarından geçen sudan, besin ve oksijen sağlayan, bir yere bağlı yaşayan hayvanlardır. Su ağza ya da iç akıntı sifonuna girer. Ardından yutağa ve gaz değişiminin olduğu yutağın çeperlerindeki solungaç yarıklarına geçer. Bundan sonra su kulakçık denilen bir odacık içine geçer ve dışakıntı sifonu ile dışarı geçer. Solungaçlar, daha sonra sindirim sistemine geçen, yakalanan besin taneciklerini de dilimlerler. Ergin tulumlular sırtsal, içi boş sinir ipinden ve notochorddan yoksundurlar. Erginlerin aksine, larval tulumlular sırtiplilerin üç karakteristiğinin hepsini gösterirler. Hareketlidirler ve iribaşları andırırlar. Sonunda larva deniz zeminine yerleşir ve bir ergine gelişir. Cephalochordatlar lanceletler denilen küçük, deniz hayvanlarıdır. Bu grubun en yaygın üyeleri amphioxus’dur. Lanceletler sadece ön uçları açıkta çoğunlukla kuma gömülü 264 olarak yaşarlar. Tulumlulardaki Ergin gibi, lanceletler su ağızdan üç karakteristik vücuda girer, sırtipli yutağa yapıları ve gaz gösterirler. değişiminin olduğu solungaç yarıklarına geçer. Besin tanecikleri solungaç yarıklarına geçmez, doğrudan sindirim sistemine girer. Su, atrial gözeneklerden vücudu terk eder. 25-3 Omurgalıların Karakteristikleri Omurgalılar en kalabalık ve karmaşık sırtiplilerdir. Omurgalıları diğer sırtiplilerden ayıran temel karakteristik omurlardan yapılan sırtkemiği (omurga) sütununun (the spinal column) varlığıdır. Bu yapı içsel destekli bir iskelet olarak ödev görür ve esnekliğe ve harekete izin verir. Ergin omurgalılarda, sırtkemiği sütunu notochordu kuşatmış veya yerini almıştır. Sırtkemiğine ek olarak, omurgalılar diğer bazı karakteristikleri paylaşırlar. 1. Oyuk sinir ipinin sırtsal ön kısmı bir beyne genişlemiştir. 2. Vücut çoğunlukla bir baş, göğüs ve gövdeye ayrılmıştır. Baş beyni ve çeşitli duyu organlarını içerir. 3. Omurgalıların çoğunda, gelişmenin bir evresinde bir kuyruk vardır. 4. Birleşmiş bir içsel iskelet vardır. 5. İki çift üye vardır. 6. İki ile dört gözlü kalp vardır. Dolaşım sistemi kapalıdır ve kırmızı kan hücreleri hemoglobin içerir. 7. Sucul omurgalılarda, gaz değişimi solungaçlarda meydana gelirken, kara omurgalılarında akciğerlerde meydana gelir. 8. Sindirim, boşaltım ve üreme organları yanında kalp ve akciğerleri içeren büyük bir vücut boşluğu ya da coelom vardır. 9. Vücut örtüsü, deri, en az iki katmandan oluşur. Deri çoğunlukla salgı bezleri, pullar, tüyler/telekler (kuşlarda), kıllar (memelilerde), tırnaklar, pençeler, boynuzlar ve toynaklar gibi yardımcı yapıları oluşturur. Vertebrata alt şubesi yedi sınıfa ayrılır. Bunlar çenesiz balıklar, kıkırdaklı balıklar, kemikli balıklar, ikiyaşamlılar, sürüngenler, kuşlar ve memelilerdir. 25-4 Omurgalılarda Vücut Sıcaklığı Balıklar, ikiyaşamlılar ve sürüngenler soğukkanlı ya da dışsasıcaklıklı hayvanlardır. Vücut sıcaklıkları çevre sıcaklığı ile değişir. Diğer yandan, kuşlar ve memeliler sıcakkanlı ya da içselsıcaklıklıdır. Vücut sıcaklıkları, çevre sıcaklığı ne olursa olsun orantısal olarak değişmezdir. Kuşlarda normal vücut sıcaklığı 40 oC ile 43oC arasındadır. Memelilerde, 36.5oC ile 39.8oC arasındadır. Sıcakkanlı hayvanlar soğuk iklimlerde yaşamayı sürdürebilir ve etkin olabilirler. Gereksindikçe daha çok ya da daha az sıcaklık sağlamak için metabolizma hızını değiştirerek, değişmez bir içsel sıcaklığı sürdürürler. Soğuk mevsimlerin olduğu alanlarda yaşayan soğukkanlı hayvanlar soğuk havalarda 265 etkinliklerini durdurur ya da kışlarlar. AGNATHA SINIFI-ÇENESİZ BALIKLAR 25-5 Çenesiz Balıkların Genel Karakteristikleri Angatha sınıfı, çenesiz balıklar, lampreyler (yuvarlak ağızlılar) ve hagfish içerir. Bunlar tüm yaşayan omurgalıların en ilkeleridirler. Uzun, yılan benzeri vücutları vardır ve yumuşak derileri pulsuzdur. İki tek yüzgeçleri ve bir kuyruk yüzgeçleri vardır. Çift yüzgeçlerden, gerçek çenelerden ve diğer balıkların pullarından yoksundurlar. Çenesiz balıkların iskeleti kıkırdaktan yapılmıştır ve notochord yaşam boyu kalır. Eşeyler ayrıdır ve döllenme içseldir. 25-6 Yuvarlak Ağızlılar ve Hagfish Lampreyler tatlı ve tuzlu sularda bulunur. Asalaktırlar ve yuvarlak, emici benzeri ağızlarıyla kendilerini diğer balıkların vücutlarına tutturarak besin sağlarlar. Tutununca, kurbanın vücudunda bir oyuk kemirmek için dillerindeki dişleri kullanırlar. Lemprey ardından balığın kanını ve vücut sıvılarını emer. Lampreyler yumurtalarını ya da havyarlarını tatlı sulara dökerler. Yumurtalar erkek tarafından döllenir ve içlerinden yaklaşık 1 santimetre boyunda larvalar çıkar. Larvalar 3 ile 7 yıla kadar erginlere olgunlaşıncaya kadar akarsuların çamurunda yaşarlar. Ergin sadece bir veya iki yıl yaşar. Ancak, ergin lampreyler balık populasyonlarına büyük zarar yapabilirler. Hagfish sadece tuzlu suda bulunur. Ölü balıklarla, solucanlara veya deniz zemininde yaşayan diğer küçük omurgalılarla beslenir. Hagfish, taciz edildiğinde deri bezleri büyük miktarda mukus salıverdiği için “salyangoz yılanbalığı” olarak da adlandırılır. Hagfish gelişiminde bir larva evresi yoktur. CHONDRICHTHYES SINIFI- KIKIRDAKLI BALIKLAR 25-7 Kıkırdaklı Balıkların Genel Karakteristikleri Chondrichthyes sınıfı, kıkırdaklı balıklar, köpekbalıkları, vatozları ve denizkedilerini içerir. Bu grubun hemen bütün üyeleri tuzlu sularda bulunur. Büyüklükleri 1 metre boyunda kısa küçük köpekbalığından 15 metre uzunluğundaki balina köpek balığına değişir. Şeytan vatozları 6 metre genişlikte ve yaklaşık 1,200 kilogram ağırlıkta olabilmektedir. Bu grubun üyelerinde iskelet tamamen kıkırdaktan yapılmıştır ve notochordun izleri erginlerde mevcuttur. Çenesiz balıkların aksine, kıkırdaklı balıkların 266 birkaç sıra keskin dişlerle donatılmış hareketli üst ve alt çeneleri vardır. Bu ısırıcı çeneler kıkırdaklı balıkların çok geniş bir besin çeşitliliği ile beslenmesine olanak verir. Diğer bütün balıklar gibi, bu sınıfın üyelerinin iki gözlü kalpleri vardır. 25-8 Denizkedileri, Vatozlar ve Köpekbalıkları Denizkedileri ve vatozların kamçı benzeri kuyruklu, yassılaşmış, kanat gibi vücutları vardır. Göğüs yüzgeçlerinin dalgalandırma hareketi onları suda zarifçe ilerledir. Deniz zemininde yaşarlar ve solucanlardan, yumuşakçalardan ve kabuklulardan beslenirler. İğneli vatozların kuyruklarında savunma için kullandıkları zehirli iğneleri vardır. Elektrikli vatozlar avlarını sersemletmek için kullandıkları büyük bir elektrik yükü üretirler. Köpekbalıkları, gövdelerinin ve güçlü kuyruklarının bir yandan diğer yana hareketi ile yüzen akış çizgisi biçimli balıklardır. Yüzme, suyu ağza, solungaçlara ve beş ile yedi solungaç yarığı çiftine iter. Köpekbalığı gereksindiği oksijeni bu su akışından sağlar. Köpek balıklarında su hem ağızdan hem de ilk solungaç yarığından alınır. Bir köpekbalığı hareket edemeyeceği bir yere, örneğin bir ağa, yakalandığında, oksijen yokluğundan ölür. Köpekbalığında döllenme içseldir. Bazı türlerde, embriyolar annenin vücudunda gelişir ve canlı olarak doğarlar. Diğerlerinde, yumurtalar dişinin vücudundan salıverilmeden önce derimsi bir örtü ile kaplanır. Köpekbalığının duyu organları, özellikle koku ve titreşim için olanları iyi gelişmiştir. İki 267 burun deliğinden giren su, çeşitli kimyasallara duyarlı olan ve besinin varlığını yoklayabilen koklama keselerine geçer. Vücudun her iki yanında uzanan yanal çizgi, titreşime duyarlı bir organdır. Köpekbalıklarının çoğu et yiyicilerdir ve etkin avcılardır. Bununla birlikte, iki en büyük köpekbalığı, güneşlenen köpekbalığı ve balina köpekbalığı süzücü beslenicilerdir ve besinlerini sudaki çok küçük mikroorganizmalardan sağlarlar. Köpekbalığının derisi, zımpara olarak kullanılabilecek kadar onu çok dayanıklı yapan içine gömülü, diş benzeri placoid pullarla kaplıdır. Kemikli balık pullarının aksine, bu pullar birbiri üzerine binmezler. 01 Ocak 2009 tarihinde Çanakkale'nin Ayvacık İlçesi'ne bağlı Küçükkuyu Beldesi açıklarında yakalanan 10 metre boyunda ve 2 ton ağırlığında Balina köpekbalığı. OSTEİCHTHYES SINIFI-KEMİKLİ BALIKLAR 25-9 Kemikli Balıkların Genel Karakteristikleri Balıklar (Pisces) poikloterm olan, neredeyse sadece suda yaşayan ve solungaçları ile solunum yapan, soğuk kanlı, yürekleri çift gözlü, çoğunun vücudu pullu, genellikle yumurta ile üreyen omurgalı hayvanlardır. Bazı türler canlı doğurarak ürer (lepistes, kılıçkuyruk, moly, endlers vs.). Örneğin tatlı su balıklarından Lepistes'in (Poecilia reticulata) yumurtaları anne karnında çatlar ve canlı doğum gerçekleşir. Çiklet balığı türlerinde ise kuluçka süresi dişinin ağzında gerçekleşir. Ağzında yumurtaları çeviren, mantarlaşmasını engelleyen dişi yumurtalar çatlayana hatta yavrular serbestçe yüzmeye başlayana kadar onları ağzındaki kesesinde korur 268 Bulunmuş olan en eski balık fosilleri 500 milyon yaşındadır. Günümüzün balıkları kıkırdaklı balıklar (Chondrichthyes) ve kemikli balıklar (Osteichthyes) olarak ikiye ayrılırlar. Bunlar gibi diğer iki grubu oluşturmuş olan Placodermi (Zırhlı balıklar) ve Acanthodii (dikenli köpek balıkları)'nın nesilleri 300-400 milyon yıl evvel tamamen tükenmiştir. Bir kulakcık ve karıncıktan meydana gelen yüreklelande daima kirli kan bulunur. Yürekten çıkan kirli kan solungaçlarda temizlendiğinden, vücutta temiz kan dolaşır. Ağızdan alınan su, solungaçlardan dışarı atılırken surda çözülmüş oksijen, osmozla kana verilir. Bu arada suda bulunan besinler ise yutulur. Köpek balıklarında su hem ağızdan hem de ilk solungaç yarığından alınır. Tuzlu su balıkları su içtikleri halde, tatlı su balıkları su içmezler. Gerekli su ihtiyaçlarını solungaç zarlarından osmozla alırlar. Deniz balıkları içtikleri suyun tuzunu böbrekle değil, solungaçları ile ayırır. Balıklarda göğüs ve karın yüzgeçleri çift, sırt, kuyruk ve anal yüzgeçleri tektir. Tek yüzgeçler nadiren birden fazla olsalar da simetrik çiftler meydana getirmezler. Uçan balıklar çok gelişmiş olan göğüs yüzgeçlerini açarak bir-iki dakika su üstünde süzülebilirler. Yaşadığı yerlerde su kuruduğu zaman balçığa gömülüp akciğer solunumu yapabilen, sürünerek gölden göle geçebilen, kısa bir süre havada uçabilen, elektrik ve ışık üretebilen çeşitli balık türleri mevcuttur. Balıkların pulları birbirleri üzerine kiremit gibi dizilmiş, kemiksi, kaygan ve antiseptiktir. Antiseptik mukus salgısı, üzerine yapışan bakteri ve sporları yok eder. Balıkların harekette önemli rol oynayan değişik kuyruk tipleri mevcuttur. Çatallanmış kuyruk tipine “difiserk”, çatallı olup eşit parçalı olana “homoserk”, köpek balıklarında olduğu gibi çatalları eş olmayan kuyruk tipine de “heteroserk” denir. Balıklar omurgalı canlılar içerisinde sayıca en fazla olanıdır. Çalışmalarda balık türünün 40.000 kadar olduğu söylenmektedir. Balıkların günümüzde sportif ve akvaryumdaki değeri yanında büyük bir protein kaynağı olması ticari değerini arttırmaktadır. Balıkların yeryüzündeki dağılımları o kadar geniştir ki, Antartika sularında, sıcak tropikal sularda, acı sularda, tatlı sularda, ışığın ulaştığı dağ derelerinde veya insanların henüz ulaşamadığı oldukça derin ve karanlık sularda yaşayabilmektedir. Üç türlü beslenme görülür: Herbivor (otçul), karnivor (etçil) ve omnivor (hem et hem de bitkisel besin yiyenler). Yalnız çenelerinde değil, bütün ağız boşluklarında ve yutaklarında sıralanış ve şekil olarak birbirinden farklı birçok diş bulunur. Bu genelde beslenme şekillerine göredir. Bazılarında farinks (yutak) dişleri gelişmiştir. Yalnız Mersin balıklarında ve Demetsolungaçlılarda diş bulunmaz. Osteichthyes sınıfı, kemikli balıklar, balıkların en büyük sınıfıdır. Bu grubun üyelerinin kemik iskeletleri, çift yüzgeçleri ve koruyucu bindirmeli pulları vardır. Dünyanın her tarafında tatlı ve tuzlu sularda bulunurlar. Kemikli balıklar, 10 milimetre boydaki Filipin kayabalığından, 4 metreden uzun olabilen kılıç balığına değişen çok farklı boyutlardadırlar. Kemikli balıklarda çok sayıda ek koruyucu uyumlar bulunur. Örneğin, kirpi balığı keskin dikenlerle kaplıdır. Tehlike anında, kendini hava veya su ile şişirerek dikenlerin ayağa kaldırır. Uçan balıkların kanat benzeri bir çift göğüs yüzgeçleri vardır. Düşmanlarından kaçmada, sudan dışarı fırlarlar ve havada 100 metre veya daha fazla uzağa süzülürler. Güney Amerikan büyük elektrikli yılanbalığı güçlü bir elektrik yükü ile düşmanlarını bayıltır veya öldürür. Kemikli balıklar çeşitli türden koruyucu renklenmeler de gösterirler. Pek çoğu yakın çevrelerine uymak için parlak renklidirler. Dilbalıkları gibi bazıları, renk hücrelerindeki pigment konsantrasyonunu değiştirerek renk değiştirebilirler. 269 25-10 Kemikli Balıkların Yapı ve Yaşamsal İşlevleri Kemikli balıklar, daha çok bir yılana benzeyen murana yılanbalığından, deniz atına yapısal olarak çok değişiktirler. Ancak, çoğu tatlısu levreği gibi akış çizgisi biçimli hayvanlardır. Yüzgeçleri deri dokumadan (flamentlerinden) yapılmıştır ve çoğunlukla kemik veya kıkırdak omurgalarla desteklenmiştir. Kemikli balıkların çoğu vücut ve kuyruğun bir taraftan diğer tarafa hareketi ile yüzerler. Yüzgeçler sürdürülen dengeyi ve hareket doğrultusunu denetlemeyi destekler. Kemikli balıklar bir çift iyi gelişmiş gözlere, iki burun deliğine ve vücudun her iki yanındaki yanal çizgilere sahiptirler. Vücudun her iki yanında bulunan solungaç örtüsü ya da operculum denilen koruyucu bir kemik kapak altında çoğunlukla dört çift solungaç vardır. Su ağızdan ilerler, solungaçlardan geçer ve vücudun dışına akar. Ağızda ve solungaç örtülerindeki kas hareketi suyun solungaçlardan akışını sürdürür. Kemikli balıklar bir kulakçık ve bir karıncıktan ibaret iki gözlü bir kalbe sahiptir. Kan kalpten, oksijenin alındığı ve karbondioksitin bırakıldığı solungaçlara yürür. Ardından kan, kalbe geri dönmeden önce damarlarla bütün vücut kısımlarına dağılır. Bu balıkların vücutlarının çoğu kaslıdır. Alt taraftaki küçük bir boşluk sindirim, boşaltım ve üreme organlarını içerir (Şekil 25-1). Sindirim sistemi ağız, yutak, yemek borusu, mide, bağırsak, karaciğer, safrakesesi ve anüsten oluşur. Solungaçlar yutağın yanlarında bulunur. Kısa bağırsağa bağlı pyloric caeca denilen olarak üç borusal yapı vardır. Sindirilmiş materyalin emilimini desteklerler. Bazı azotlu atıklar iki böbrekle vücuttan süzülür. Üre formundaki bu atıklar, idrar kanalından idrar açıklığına geçer. Bununla birlikte, azotlu atıkların çoğu amonyak formunda solungaçlardan boşaltılır. Kemikli balıkların karmaşık bir sinir sistemi vardır. On çift beyin siniri beyinden uzanır ve omur sinirleri omurilikten dağılırlar. Bütün balıklar sudan biraz ağırdır. Batmamak için, bir çeşit su üstünde kalma aygıtlarına sahiptirler veya sudaki düzeylerini korumak için yüzmeyi sürdürmek zorundadırlar. Kemikli balıkların çoğunda, vücut boşluğunun yukarı kısmında, yüzme kesesi ya da gaz keseleri denilen gaz dolu bir keseleri vardır. Bu kese balığın yüzme dengesini düzenlemek için bir şamandıra rolü görür. Balık, kesedeki gazı arttırarak veya azaltarak, herhangi bir derinlikte batmadan kalmasını sağlayan vücudunun yoğunluğunu değiştirebilir. İçi CO2, O2 ve NO2 gazları ile doludur. Gaz özel bir sistemle hava kesesine doldurulur ve boşaltılır. Hava soluyan akciğerli balıklarda, yüzme kesesi akciğer olarak ödev yapar. omurilik hava kesesi kulak beyin solungaçlar ) kalp gonad mide bağırsak 270 Şekil 25-1. Kemikli Bir Balığın İç Yapısı Genelde omurgalılarda olduğu gibi, kemikli balıklarda eşeyler ayrıdır. Erkeğin erbezleri ve dişinin yumurtalıkları vardır. Döllenme ve gelişme büyük çoğunlukla dışsaldır. Dişi yumurtalarını suya bırakır ve ardından erkek menisini, sperm içeren bir sıvıyı yumurtaların üzerine boşaltır. CLASS AMPHIBIA-İKİYAŞAMLILAR 25-11 İkiyaşamlıların Genel Karakteristikleri Amphibia sınıfı, amfibianlar (ikiyaşamlılar) sukurbağaları, karakurbağaları, semenderler ve taraklısemenderleri içerir. Bazı amfibianlar erginlerinin tamamen yaşadığı karada yaşarlar. Diğerleri sadece suyun içinde veya civarında bulunurlar. Amfibianların pek çoğunda, üreme ve gelişme, her durumda, suda veya nemli bir yerde olur. Amfibianlar, üremek için suya olan gereksinimlerine ek olarak şu karakteristikleri paylaşırlar. 1. Deri genellikle çok incedir ve mukus salgılayan salgı bezleri içerir. 2. Yürüme, sıçrama ve/veya yüzmede kullanılan iki çift bacakları vardır. 3. Ağız boşluğu ile bağlantılı bir çift burun delikleri vardır. 4. Kalp üç gözlüdür- iki kulakçık ve bir karıncık. 5. Yavrular genellikle ayrı bir larval form gösterir ve kademeli olarak ergin karakteristiklerine gelişir. Amfibianların, semenderler gibi, kuyruklu ikiyaşamlılar ve kurbağalar gibi, kuyruksuz ikiyaşamlılar olmak üzere, iki büyük grubu vardır. Üçüncü bir grup, nemli toprakta yuvalanan, küçük, tropiklerde yaşayan, solucan benzeri hayvanlardan oluşur. Kuyruklu amfibianlar semender ve taraklısemenderleri içerir (tarklısemenderler gerçekte bir çeşit semenderdir.) Bu hayvanların uzun vücutları, uzun kuyrukları ve iki çift kısa üyeleri vardır. Semenderlerin çoğunun boyu 8 ile 20 cm arasında değişir. Bununla birlikte, yaşayan amfibianların en büyüğü olan, dev Japon semenderi 1.5 metrelik bir boya ulaşabilmektedir. Semenderler balık, salyangozlar, böcekler, solucanlar ve diğer semenderlerden beslenirler. Bazıları tamamen suculken, diğerleri kayaların veya kütüklerin altında veya diğer nemli yerlerde yaşarlar. Sadece geceleyin etkindirler. Sucul semenderler, solunum için kullandıkları solungaçlarını yitirmezler. ABD’nınn doğusunda 271 akarsu ve göllerde yaşayan çamurköpeği (Necturus maculosus) ile Rocky Dağları ve Meksika’da yaşayan eninedişli semender (Ambystoma spp.) gerçekten eşeyli olarak üreyebilen larval formlardır. Kuyruksuz amfibianlar sukurbağaları ve karakurbağalarını içerir. Erginleştiklerinde, kısa, çömelmiş ve kuyruktan yoksun bir vücutları vardır. Uzun, güçlü arka bacakları sıçramaya uygundur. Karakurbağalarının kuru, pürtüklü, siğilli bir derileri vardır. Karakurbağaları gün boyunca oyuklarda gizlenir veya korunurlar ve havanın soğuduğu ve daha nemli olduğu geceleyin beslenmek için ortaya çıkarlar. Bazı karakurbağaları çölde yaşarlar, ancak diğer amfibiaların çoğu gibi üremek için suya gereksinimleri vardır. Kış süresince, karakurbağaları toprak içindeki oyuklarda gizlenerek kışlarlar. Kışlama sırasında yaşamsal işlemler yavaşlar ve hayvan etkin değildir. Su kurbağalarının gevşek bir biçimde vücuda tutturulmuş, ince ve nemli bir derileri vardır. Genellikle gölcükler, akarsular, bataklıklar veya diğer su kollarının yanında yaşarlar. Kış süresince, gölcük veya akarsuların dibinde çamur içinde kışlarlar. Sukurbağaları ve karakurbağaları böcek ve solucanları, iribaş adı verilen larval formları sırasında sucul bitkileri yerler. Sukurbağaları ve karakurbağalarının yılanları, kuşları ve kaplumbağaları içeren pek çok düşmanları vardır. Koruyucu uyumları arasında iyi bir gizlenme sağlayan renklenme ve sıçrama yetenekleridir. Düşmanlarından kaçmak için çoğunlukla suyun altına dalarlar. Ayrıca, derilerindeki salgı bezleri, düşmanları için tadımı hoş olmayan veya zehirli olan salgılar üretirler. 25-12 Kurbağanın Yapısı Kurbağanın organ sistemleri, insanlar dahil, diğer omurgalıların çoğu ile benzerdir. Bu nedenle, biyoloji derslerinde çoğunlukla ayrıntılı olarak incelenirler. Kurbağanın dışsal özellikleri. Kurbağanın iki kısa ön üyesi ve iki uzun, kaslı arka üyesi olan kısa, yuvarlak bir vücudu vardır. Eller dört parmaklı ve perdesizdir, ayaklar perdeli dört parmaklı olup sıçrama ve yüzmeye uyumludurlar. Kurbağanın üst yüzü sarıyeşil ile yeşil-kahverengi, alt taraf beyazımsı renktedir. Bu renklenme hayvana çevresi ile uyumlu olmayı sağlar. Deri hayvanın bir ölçüye kadar daha fazla gizlenmesi için renk de değiştirebilmektedir. İki büyük, hareketli göz başta çıkıntı oluşturur. Her yönde görmeye izin verir. Her bir göz üç göz kapağı ile korunur-üst gözkapağı, alt gözkapağı ve göz kırpma zarı. Saydam göz kırpma zarı kurbağanın su altında görmesine izin verir. Her bir gözün arkasında ses dalgalarını hava veya sudan alan tympanic zar denilen yuvarlak bir kulak zarı vardır. Başın ucundaki iki burun deliği, vücudun geri kalanı suyun altındayken kurbağanın soluk almasına olanak verir. 272 Ağız. Kurbağanın ağzı çok büyüktür. Yapışkan dil alt çenenin ön ucuna bağlıdır. Kurbağa dilini hızla dışarı fırlatabilir ve uçan böcekleri yakalayabilir. Besin daha sonra ağza geri çekilen dile yapışır. Üst çenenin kenarında ve ağzın tavanındaki dişler besinin tutulmasını destekler. Besin, ağızdan gırtlağın gerisindeki yemek borusu açıklığına itilir. Glottis, akciğerlere götüren açıklık da gırtlağın gerisindedir. Sindirim sistemi. Besin, yemek borusundan, sindirimin başladığı mideye geçer (Şekil 25-2). Kısmen sindirilmiş besin daha sonra pilorik valftan ince bağırsağa geçer. Pankreas ve karaciğer, kanallarla incebağırsağa geçen sindirim salgıları salarlar. Sindirimin ve emilimin çoğu ince bağırsakta meydana gelir. Sindirilmeyen besin incebağırsaktan kalınbağırsağa ve oradan gödene geçer. Göden anal açıklıktan vücudun dışına boşalır. Göden idrar, yumurta ve sperm için de bir geçit olarak ödev yapar. ağız astarı gırtlak yemek borusu karaciğer ) pankreas safra kesesi mide dalak kalın bağırsak ince bağırsak kloak anüs Şekil 25-2. Kurbağanın Sindirim Sistemi Dolaşım sistemi. Kurbağa ince çeperli bir karıncık ve kaslı bir kapakçıktan yapılmış üç gözlü bir kalbe sahiptir. Kulakçıktan ayrılan kan hemen iki atardamara ayrılan büyük bir kan damarına girer. Bunlardan her biri pek çok daha küçük atardamara ve sonunda kılcallara ayrılır. Kılcallardan kan toplardamarlarla kalbe geri döndürülür. Akciğerlerden kan sağ ve sol akciğer toplardamarları ile sol kulakçığa taşınır. Bu kan, yalnızca, kurbağa akciğerleriyle soluduğu zaman oksijenlenir. Vücudun diğer bütün kısımlarından kan, ince çeperli bir kesedeki üç büyük toplardamarla geri getirilir. Bu kese içinden kan sağ kulakçığa girer. Sağ ve sol kulakçıkların ikisi kanı karıncığa boşaltırlar. Böylece, karıncıktan dışarı pompalanan kan sol kulakçığın oksijenlenmiş kanı ile sağ kulakçığın oksijenlenmemiş kanının bir karışımıdır. 273 Solunum sistemi. Ergin kurbağanın solunum sistemi akciğerleri, ağız astarını ve deriyi kapsar. Bu yapıların hepsi ince, nemli yüzeylere ve zengin kan damarı desteğine sahiptirler. Kurbağa akciğerlerini oksijen gereksiniminin çoğunu karşılamak için kullanır. Bu iki akciğer ince çeperli esnek keselerdir. Hava, ağız tavanındaki kas eyleminin pompalaması ile akciğerlere gönderilir. Ağız tavanı kısılır ve hava burun deliklerinden kapalı ağza akıtılır. Ardından burun delikleri kapatılır, ağız tavanı kabartılır ve hava soluk borusu açıklığından akciğerlere itilir. Oksijen ve karbondioksit değişimi akciğerler kılcallarında meydana gelir. İnce ağız tavanı bir solunum yüzeyi olarak da ödev görür. Kurbağanın nemli, ince derisi havada ve suda bir solunum yüzeyi olarak ödev görür. Bu, kurbağa uzun süreler su altında kaldığında özellikle önemli olmaktadır. Ayrıca, kışın kurbağa kışladığında, vücut metabolizması azaldığından, deri solunumu bu hayvanın tüm oksijen ihtiyacını yalnız başına sağlayabilmektedir. Sinir sistemi. İnsanlar gibi, kurbağalar bir merkezi sinir sistemine ve bir periferal sinir sistemine sahiptir. Kurbağanın merkezi sinir sistemi beyin ve omurilikten oluşur. Beyin, on çift beyin siniri ile başın ve karnın çeşitli kısımları ile bağlantılıdır. Kemik omurga içine kapatılmış omurilik, on çift omurilik siniri ile vücudun çeşitli kısımlarına bağlanmıştır. Beyin sinirleri ve omurilik sinirleri ve onların kolları periferal sinir sistemini yapar. Kurbağa beyni şu kısımlara ayrılmıştır: koku almada işlev gören, koklama lopları; duyusal bilgileri alan ve yorumlayan ve istekli kasları denetleyen, asıl beyin; görmede işlev yapan, optik loplar; kas eyleminde eşgüdümü sağlayan, beyincik ve beyini omuriliğe bağlayan ve pek çok refleksi denetleyen, omurilik soğanı. Kurbağanın duyu organları gözleri, duyma için timpanik zarları, denge için iç kulakları, dildeki tatma tomurcuklarını, burun geçitlerindeki kokuya duyarlı sinir uçlarını ve derideki duyusal sinir uçlarını içerir. Boşaltım sistemi. Kurbağanın ürettiği karbondioksitin çoğu deriden atılır, ancak diğer metabolik atıklar böbreklerle boşaltılır. Böbrek çifti vücut boşluğunun arkasında omurganın iki yanındadır. Kandan süzülen atıklar idrarı oluşturur. İdrar her bir böbrekten idrar yolları ile geçici tutulduğu idrar torbasına taşınır. İdrar torbasından, idrar kloaka ve oradan vücut dışına geçer. Üreme sistemi. Dişide, yumurtalıklar arkada, böbreklerin üstünde bulunur. Yumurtalıklarda üretilen çok sayıdaki yumurtalar kangal borular olan yumurta kanallarına geçer. Burada yumurta kanallarının çeperlerinden salgılanan peltemsi bir madde ile kuşatılırlar. Yumurta kanallarının tabanında yumurtaların kloaktan vücut dışına bırakılana kadar içinde tutuldukları keseler vardır. Erkekte, erbezleri arkada böbreklerin tam üstünde küçük, sarımsı, fasulye şeklinde organlardır. Erbezlerinde üretilen sperm mikroskobik borucuklardan böbreklere geçer. 274 Böbreklerden, sperm idrar kanalı ile kloaka taşınır. Çiftleşme sırasında, spermler kloak ile erkekten boşaltılır. 25-13 Kurbağalarda Döllenme ve Gelişme Kurbağalarda döllenme dışsaldır. Çiftleşme sırasında erkek kısa ön bacaklarıyla dişiyi kavrar. Bu amplexus olarak bilinir. Erkek ve dişi kurbağa, yumurtaların bir kısmının döllenmesini güvence altına almak için, gametlerini aynı anda suya bırakırlar. Yumurtalar, çoğunun döllenmesi için, dişinin vücudundan ayrılırken erkek spermlerini salıverir. Altı ile 9 gün sonra, yumurtalardan iribaşlar çıkar. Bunlar balık benzeri, bacaksız, uzun kuyruklu ve solungaçlıdırlar. İribaşların iki gözlü kalpleri vardır. İribaşın ergin kurbağaya başkalaşımı, açığa çıkmayan diğer değişiklikler yanında, bacakların gelişimini, kuyruğun emilimini, solungaçların kaybolmasını ve akciğerlerin ve üç gözlü kalbin gelişimini kapsar. Sukurbağası başkalaşımını yaklaşık 3 ayda tamamlarken, karakurbağasında bu sürecin tamamlanması 2 veya 3 yıl alır. REPTİLİA SINIFI-SÜRÜNGENLER 25-14 Sürüngenlerin Genel Karakteristikleri Sürüngenler, Reptilia sınıfı, timsahları, alligatorleri, su kaplumbağalarını, kaplumbağaları, kertenkeleleri ve yılanları içerir. Sürüngenler karasal yaşama çok iyi uyum sağlamıştır. İkiyaşamlılardan farklı olarak, üremek için suya gereksinimleri yoktur. Döllenme sugeçirmez içseldir. Döllenmiş kabukla yumurta, kuşatılmıştır. su kaybetmesini İkiyaşamlıların önleyen aksine, kalın, sürüngenlerin derimsi, yaşam döngülerinin herhangi bir evresinde solungaçları yoktur ve başkalaşım geçirmezler. Sürüngenler yumurtadan çıktıklarında, minyatür erginlere benzerler. Kabuklu yumurtalarına ek, sürüngenler diğer bazı karakteristikleri paylaşırlar. 1. Sürüngenlerin derisi kurudur ve pullarla kaplıdır. Bu sugeçirmez örtü onları fazla su kaybından ve yırtıcılardan korur. 2. Yılanlar dışında, sürüngenlerin iki çift bacakları vardır. Sürüngenlerin çoğu her bir bacakta beş tırnaklı parmaklara sahiptir. Bacaklar tutunmak, koşmak veya küreklemek için uyumludur. 3. Sürüngenlerin çoğunda, iki kulakçık ve kısmen bölünmüş bir karıncıktan ibaret üç gözlü bir kalp vardır. Bu kısmen bölünmüş karıncık vücut hücrelerine taşınan oksijen miktarını arttıran, kalpte oksijenli ve oksijensiz kanın karışmasını azaltır. Timsahlar ve amerikan timsahlarının dört gözlü kalpleri vardır. 4. Sürüngenlerin göğüs kafesi ile korunan iyi gelişmiş akciğerleri vardır. 5. Azotlu atıklar temelde ürik asit olarak boşaltıldığından, pek çok sürüngenin idrarı yarıkatı bir macundur. Bu su koruma için üstün bir uyumdur. 275 Fosil kayıtlarından, sürüngenlerin öncelikle yüksek derecede başarılı bir grup oldukları görülmektedir. Dinozorlar sürüngenlerdi. Tarih öncesi sürüngenleri farklı bir gruptu. Yüzücü sürüngenler, uçucu sürüngenler, dört ayak üzerinde yürüyen sürüngenler ve iki ayak üzerinde yürüyen sürüngenler vardı. Ancak, bugün, yaşayan sürüngenlerin sadece dört takımı vardır. Bu takımlardan biri sadece bir üyeye, Yeni Zelanda’da bulunan kertenkele benzeri bir hayvan olan tuatara’ya sahiptir. Bu ilkel sürüngen başının tepesinde göz benzeri ek bir yapıya sahiptir. 25-15 Timsahlar ve Amerikan Timsahları Timsahlar ve alligatorler yaşayan en büyük sürüngenlerdir. Boyları 2.5 metreden 7 metrenin üzerine değişir. Dünyanın bütün tropikal bölgelerindeki göllerde, bataklıklarda ve nehirlerde bulunurlar. Alligator ve timsahların uzun burunları, büyük dişli güçlü çeneleri ve uzun, kaslı kuyrukları vardır. Kuyruklar yüzmede kullanılır. Sürüngenlerin bu iki çeşidi birbirine çok benzer, ancak dişlerinin düzenlenmesi biraz farklıdır ve Amerikan alligatorunun Amerikan timsahından daha geniş bir burnu vardır. Alligator ve timsahlarda burnun ucunda burun delikleri vardır. Bu, bu hayvanların, sadece burun ucu ve gözlerini su yüzeyinden taşırarak, suya batmalarına izin verir. Alligatorler ve timsahlar kocaman, dişli çeneleri ile yakaladıkları hayvanlarla beslenirler. Timsahlar alligatorlerden daha tehlikeli ve saldırgandırlar. İnsanları, sığırları ve geyikleri içeren, büyük hayvanlara saldırırlar. En yaygın olarak Amerika Birleşik Devletlerinin güneyinde bulunan alligator en az saldırgan olandır. Derileri deri eşyalar için kullanılır. Aşırı öldürülmeleri bazı türleri yok olmaya yaklaştırmış, ancak koruma yasaları populasyonların yeniden artmasına olanak sağlamaktadır. 25-16 Kaplumbağalar Kaplumbağalar karada ve tatlı ve tuzlu her iki suda bulunurlar. Karada yaşayan kaplumbağalara bazen kara kaplumbağaları denir. Bir kaplumbağanın vücudu koruyucu kabuklarla kaplıdır. Yukarı kabuğa carapace ve aşağı kabuğa plastron denir. Savunma için, bazı kaplumbağaların bacakları, kuyruğu, göğsü ve başı tamamen kabuğun içine çekilebilir. Kaplumbağalar bitkilerle ve küçük hayvanlarla beslenirler. Dişleri yoktur, ancak gagalarının keskin kenarlarıyla besinlerini kapar ve koparırlar. Kara kaplumbağaları yavaş hareket ederler. Kısa bacaklarının kazmada kullanılan pençeleri vardır. Deniz kaplumbağalarında, bacaklar kısa kürek şeklindedir ve yüzmede kullanılırlar. Okyanuslarda yaşayan kaplumbağalar dahil, bütün kaplumbağalar, yumurtalarını arka bacaklarıyla kazdıkları karadaki oyuklara koyarlar. Bazı deniz kaplumbağaları 2 metrelik boylara ve 500 kilogramdan fazla ağırlıklara erişirler. Bazı kara kaplumbağaları 180 kilogramdan fazla ağırlıklara erişmektedir. Kaplumbağalar 100 yıldan daha fazla yaşayabilirler. 276 25-17 Kertenkeleler ve Yılanlar Kertenkeleler ve yılanlar aynı takıma aittirler, fakat aralarında pek çok farklılıklar vardır. Kertenkelelerin çoğu dört bacaklı iken, yılanların bacakları yoktur. Kertenkeleler hareketli göz kapaklarına ve dışsal kulak açıklıklarına sahipken, yılanların hareketsiz göz kapakları vardır ve dışsal kulak açıklıkları yoktur. Kertenkelelerde ve yılanlarda, deri pullarla kaplıdır ve devirsel olarak atılır. Kertenkelenin pulları büyüklükçe hemen aynı iken, yılanlarınki değişik büyüklüktedir. Yılanların arka ve yanlarındaki pulları küçüktür. Ancak göbekte, dayanma takozları olarak rol oynayan ve hareketinde yılana çekiş gücü veren tekli bir büyük pul sırası vardır. Kertenkeleler. Kertenkeleler son derece çeşitli bir gruptur. Çöllerde, ormanlarda ve suda bulunurlar. Küçük kertenkeleler böcekler, solucanlar, örümcekler ve salyangozlarla beslenir. Daha büyükleri yumurtaları, küçük kuşları, diğer kertenkeleleri ve küçük memelileri yiyebilirler. Birkaç kertenkele bitkilerle beslenir. Kertenkelelerin çoğu bir düşman tarafından kapıldığında kuyruğunu atabilir. Kuyruk diğer hayvanın dikkatini dağıtacak şekilde kıpırdar ve kertenkele kaçar. Yeni kuyruk kısa bir süre içinde yeniden oluşur. Geko düşey yüzeylerde ve aşağıya doğru yürümesine izin veren yapışkan parmak yastıkçıklarına sahip küçük bir kertenkeledir. Uzun, yapışkan dilinin dışarı fırlatılması ile böcekleri yakalar. Amerikan bukalemunu, anole, belirgin bir renk değiştirme ve yakın çevresine uyma yeteneğine sahiptir. Gila canavarı Amerika Birleşik devletlerinin güneybatısındaki çöllerde bulunan çok renkli bir kertenkeledir. Isırması zehirlidir, ancak insanlarda ölümcül olması nadirdir. En büyük kertenkele Endonezya’nın Komodo canavarıdır. Yaklaşık 100 kilogram ağırlıkta ve 3 metre boyda olabilmektedir. Malezya’nın uçan kertenkelesi ağaçtan ağaca süzülmesine olanak veren yanlarda deri uzantılarına sahiptir. Yılanlar. Yılanların kötü ünleri yanında, bilinen yaklaşık 2,500 türün sadece 200 türü (yaklaşık %8’i) zehirlidir. Yılanlar çok büyük miktarlarda kemirgeni öldürdükleri için gerçekten zarardan çok yararlıdırlar. Yılanlar doğada yaygın olarak dağılırlar. Toprakta, ağaçlarda ve tatlı ve tuzlu suda bulunurlar. Tropikal alanlarda çok boldurlar. Bir yılanın vücudu baş, gövde ve kuyruktan meydana gelir. Gövde iç organların yer aldığı vücut boşluğunu içerir. Sindirim sistemi gerçekte ağızdan anüse uzanan düz bir borudur. Kuyruk anüsten sonra gelen vücut kısmıdır. İskelet çok sayıda omura ve kaburga kemiğine sahiptir. Yılanların besin avında kullandıkları özel duyu organları vardır. Yılanların çatallı dili koku taşıyan tanecikleri toplar. Koku taşıyan tanecikler ağzın tavanındaki Jacobson organlarında tanımlanırlar. Yılanlar havadaki seslere sağırdırlar, ancak kafatasının içinde yerdeki titreşimlere tepki veren duyu organları vardır. Bazı yılanlar oyuklu yılanlar (çıngıraklı yılanlar)’dır. Bunların başlarında, burun delikleri ile gözleri arasında sıcaklık 277 almacı çöküntü organları vardır. Bu organlarla kusursuz olarak iz sürebilir ve sıcakkanlı avlarına, geceleyin ya da derin oyuklardan, darbe indirebilirler. Yılanlar, yaşadıkları yere bağlı olarak fareler, sıçanlar, su kurbağaları, kara kurbağaları, böcekler, balıklar ve diğer küçük hayvanlarla beslenirler. Bazı yılanlar canlı olarak yuttukları yalnız canlı hayvanları yerler, diğerleri yutmadan önce avlarını öldürürler. Pitonlar, boalar ve kral yılanları gibi büyük yılanlar vücutlarını kurbanın etrafına dolarlar ve onu öldürmek için sıkıştırır veya sıkarlar. Bazı yılanlar kurbanlarını zehirlerler. Yılanlar kendilerinden çok daha kalın hayvanları yutabilirler. Çene yapısının, ağzın çok geniş açmasına izin vermesi buna olanak vermektedir. Bundan başka, bir uçtan tutturulmamış olan kaburga kemikleri, vücut boşluğunun genişlemesine izin verir. Yutma yavaş bir işlemdir. Dişler geriye doğru sivrildiğinden av ağızdan fırlayamaz ve soluk borusu ileri doğru çıkık olduğundan solunum engellenmez. Bir yılan, büyük bir yemekten sonra, yemeden haftalar veya aylar geçirebilir. Zehirli yılanların zehir dişleri denilen bir çift özelleşmiş dişleri vardır. Bu zehir dişleri zehir ya da yılan zehri (venom) üreten tükürük bezleriyle bağlantılıdır. Bazı yılan zehirleri sinir hücrelerine zarar veren sinir zehirleridir. Kaslarda felce neden olur ve kalp ve akciğerlerin çalışmasını etkiler. Kan zehirleri denilen diğer yılan zehirleri kırmızı kan hücrelerini ve kan damarlarını bozarlar. Yılan soktuğunda, yılan zehri zehir dişleriyle kurbana nakledilir. Bazı yılanların yılan zehrini enjekte etmede enjeksiyon gibi etki yapan içi delik zehir dişleri vardır. Diğer bazılarında, zehir dişleri oyukludur ve yılan zehri kurbana kılcal işlemle geçer. KUŞLAR 26 VE MEMELİLER AVES SINIFI-KUŞLAR 26-1 Kuşların Genel Karakteristikleri Kuşlar, Aves sınıfı, çok başarılı bir hayvan grubudur. Bu sınıfın üyeleri hemen her çeşit çevrede bulunurlar. Kuşları diğer bütün hayvanlardan ayıran yegane karakteristik, kuş tüylerinin olmasıdır. Tüylerin bulunmasına ek olarak, kuşlar diğer bazı karakteristikleri paylaşırlar. 1. Vücut çoğunlukla mekik şeklindedir ve baş, boyun, gövde ve kuyruk olarak ayrılmıştır. 2. İki çift üyeleri vardır. Ön üyeler, kuşların çoğunda uçmada kullanılan kanatlardır. Arka üyeler tüneme, yürüme veya yüzmeye ya da kuşun özel yaşam tarzına bağlı olarak av yakalamaya uyarlanmış bacaklardır. 3. Kemikleri dayanıklı ve hafiftir ve çoğu hava boşlukları ile doludur. 4. Dolaşım sistemleri iyi gelişmiştir ve dört gözlü bir kalp içerir. 5. Solunum sistemi son derecede verimlidir ve hava keseleri ile bağlantılı akciğerler içerir. 6. Ağız, boynuz katmanı (keratin yapı) ile kaplı kuş gagası ya da gaga şeklindedir. Dişleri yoktur. 7. Boşaltım sistemi idrar torbası içermez. 8. Döllenme içseldir. Büyük, kabuklu yumurtalara ana baba tarafından kuluçkaya yatılır ve yumurtadan çıkan yavrulara ana baba tarafından bakılır. 9. Kuşlar sıcakkanlıdır ve vücut sıcaklıkları orantısal olarak yüksektir. Kuşların gagaları ve ayakları farklı yaşam şekilleri için uyumlar gösterir. Pelikan uzun, keskin gagasını balık yakalamak için kullanır. Çaprazgaga (Loxia curvirostra) kuvvetli gagasını tohumları çatlatıp açmada kullanır. Şahinin çengel gagası besini parçalama olanağı verir. Ağaçkakan gagasını ağaçlarda delik açmada ve böcekleri çıkarmada kullanır. Ördek, gagasıyla besinini çamurdan kepçeler ve süzer. Deve kuşu ve diğer, yerde yaşayan kuşların koşmalarına olanak veren sağlam ayakları ve tırnakları vardır. Ördekler ve kazlar yüzmede kullanışlı olan perdeli ayaklara sahiptirler. Ağaçkakanların, parmaklarının konumu ve sivri tırnaklarının olması ağaçların yanlarına tutunmalarına olanak verir. Keskin tırnak ya da pençeli kavrayıcı ayaklar doğan ve şahinlerde karakteristiktir. Kavrama yeteneği tüneyici kuşlarda da iyi gelişmiştir. Ayak kirişleri, kuş bir dala konduğunda vücut ağırlığı parmakları dalı kavramaya zorlayacak tarzda düzenlenmiştir. Bu kuşlar tüneklerinden düşmeden uyuyabilirler. 277 26-2 Tüyler Tüyler hafif ve esnek, aynı zamanda ileri derecede dayanıklıdırlar. Tüyler deriyi yıpranmaktan koruyan, uçuşta kuşu destekleyen ve hava koşullarından yalıtılmayı sağlayan bir vücut örtüsü sağlarlar. Tüyler derideki bezciklerden gelişir. Bezcikte tüy gelişirken, boya maddeleri tüyleri yapan epidermal hücrelerde biriktirilir. Tüylerin renk deseni tür için tipiktir. Pek çok türde, erkek çoğunlukla daha parlak olup, erkek ve dişi farklı renktedir. Eşeyler arasındaki renk farkı kuşların çiftleşme davranışında rol oynar. Şekil 26-1 tipik bir kuş tüyünü göstermektedir. Yassı alan, tüy bayrağı, bir merkez oku, tüy sapı tarafından desteklenmektedir. Deri bezciklerine bağlı merkez okun içi boş kısmına tüy kalemi denir. Her bir bayrak sayısız, yakın aralıklı tüy dallarından oluşur. Tüy dalları merkez oktan çapraz olarak dağılırlar. Her bir tüy dalının sayısız yan kolları (yan ışınları) vardır. Bir tüy dalının ışınları bitişik dalın ışınları ile birbiri üzerine binerler ve yan ışınlar üzerlerindeki kancalarla bir arada tutulurlar. Komşu tüy dalları ayrıldıklarında, kuş gagasıyla onları bir araya getirebilir. Şekil 26-1. Kuştüyünün yapısal kısımları. Tüyler tüy bölgeleri denilen derinin sadece belli kısımlarında gelişir. Tam gelişmiş tüyler canlı yapılar değillerdir. Çoğunlukla yaz sonunda, tüy dökümü meydana gelir. Tüyler dökülür ve yenileri ile değiştirilir. Tüy dökme çoğunlukla kademeli bir işlem olduğundan vücudun hiçbir kısmı asla tamamen tüysüz kalmaz. Birkaç farklı tüy çeşidi vardır. Uzun dış tüyler Şekil 26-1’de gösterilen çeşittir. Bu tüyler vücudu örter, yalıtır ve korurlar. Vücuttan dışarı doğru uzanan dış tüylere uçma tüyleri denir. Kanatlardaki uçma tüyleri kuşun uçuşunu desteklerken, kuyruktakiler yön vermede dümen olarak ödev görür. Alt tüylerin uzun dalları olan kısa bir merkez okları 278 vardır. Yan ışınlarının kancaları olmadığından yumuşaktırlar. Ördeklerde, kazlarda ve diğer su kuşlarında, alt tüyler dış tüylerin altında mevcuttur. Kuşların kuyruklarının tabanına yakın yağ salgı bezleri vardır. Bu bezden yağ almak ve tüylerin üzerine yaymak için gagalarını kullanırlar. Bu yağ tüyleri su geçirmez yapar. 26-3 Kuşların İç yapısı Solunum ve dolaşım sistemi. Kuşların ender ve son derce yeterli olan solunum sistemleri uçuş için gerekli olan büyük miktarlarda oksijen sağlar. Küçük akciğerlerden taşan torbalar hava keseleridir (Şekil 26-2). Bu keseler iç organlar arasındaki boşluğu doldurur ve hatta büyük kemiklerin boşluklarına sokulur. Hava burun deliklerinden solunum sistemine girer ve bronşlara ayrılmış olan soluk borusuna geçer. Her bir akciğere bir bronş girer. Bronşlar akciğerlerden arkadaki hava keselerine geçer. Böylece, solunum sistemine giren oksijence zengin hava akciğerlerden solunum gazlarının değişimi olmaksızın arkadaki hava keselerine geçer. Küçük hava borucukları sistemi arka hava keselerinden akciğerlere ulaşır. Bu hava borucukları pek çok kez dallanır ve akciğerlerde kan kılcalları ile yakın temas sağlar. Arka keselerden gelen oksijence zengin hava akciğerdeki çok ince hava borucuklarına itilir ve kan ile gaz değişimi meydana gelir. Artık oksijence fakir olan hava, öndeki hava keselerine girer. Bu keselerden hava, soluk borusuna ve vücudun dışına geri döner. Gaz değişimi için havanın akciğerlerde tek yönlü akışı sistemin etkinliğini arttırır. Kuşların solunum sistemi insanlarınkine benzerdir. Oksijenli ve oksijensiz kanı tamamen ayıran dört gözlü kalp vardır. gaga soluk borusunun ağzı dil soluk borusu soluk borusu kemik boşluklarındaki hava keseleri ses organı akciğer hava keseleri akciğer borusu 279 Şekil 26-2. Kuşun Solunum Sistemi Sindirim sistemi. Kuşlar, yüksek metabolizma hızlarının ve uçuş enerjisi gereksinimlerinin bir sonucu olarak büyük miktarlarda besin tüketirler. Tohumlardan, meyvelerden, böceklerden, solucanlardan ve bazı durumlarda küçük sürüngen ve memelilerden beslenirler. Bazı küçük kuşlar her gün vücut ağırlıklarının yüzde 30’una eşit bir besin miktarı alırlar. Besin ağza alınır, tükürükle karıştırılır ve yemek borusundan biriktirildiği ve yumuşatıldığı kursağa geçer (Şekil 26-3). Besin kursaktan, mide suyu ile kısmen sindirildiği midenin birinci kısmına, bezli mideye (ön mide) geçer. Ardından besin midenin ikinci kısmı, kaslı mideye (taşlık) geçer. Kaslı mide küçük taşlar içeren kalın çeperli, kaslı bir organdır. Kaslı midedeki taşlar kuş tarafından yutulur. Kaslı midede, besin öğütülür ve mide suyuyla karıştırılır. Sonra, besin sindirimin tamamlandığı ve besin maddelerinin kan dolaşımına absorbe edildiği bağırsağa hareket eder. Sindirilmeyen besinler kısa rektuma geçer ve kloaktan vücuttan ayrılır. Üreme kanalları ve böbreklerden gelen idrar kanalları da kloaka açılırlar. Boşaltım sistemi. Ürik asit formundaki azotlu atıklar, böbreklerle kandan uzaklaştırılır. İdrar torbası yoktur ve bu atıklar idrar kanallarından kloaka geçerler. Kloakta beyazımsı, yarı katı materyal oluşturan dışkısal maddelerle birleştirilir. 280 Sinir sistemi. Kuşların beyni oransal olarak büyüktür. Kas eşgüdümüne katılan beyincik iyi gelişmiştir ve kuşa uçuşta kusursuz hareket etme yeteneği verir. Kuşların çoğunda, koku ve tat alma duyuları zayıf olarak gelişmiştir, ancak görme, işitme ve denge duyuları ileri derecede gelişmiştir. Üreme sistemi. Kuşlarda dışsal eşey organları yoktur. Çiftleşme sırasında, sperm erkekten dişiye kloakların teması ile aktarılır. Dişinin üreme sistemindeki döllenmeden sonra, koruyucu bir kabuk yumurtanın etrafına kuşatılır. Dişi yumurtalarını bir yuvaya koyar ve civciv çıkana kadar üzerlerinde kuluçkaya yatılır. MAMMALİA SINIFI-MEMELİLER 26-4 Memelilerin Genel Karakteristikleri Memeliler, Mammalia sınıfı, pek çok bilinen hayvanı kediler, köpekler, yarasalar, eşekler, atlar, sığırlar, geyikler, balinalar ve de insanları kapsar. Bu grubun üyeleri dünyanın her tarafında, soğuk ve sıcak iklimlerde bulunurlar. Çoğu yerde yaşar, ancak balina, yunus ve fok gibi birkaçı denizlerde bulunur. Memelilerin boyutu 5 santimetre boydan ve 5 gram ağırlıktan daha az cüce fareden (Sorex minitus), 30 metre uzunlukta ve 100,000 kilogramdan fazla ağırlıkta olabilen dev mavi balinaya değişir. İki karakteristik memelileri diğer omurgalılardan ayırır: (1) memeliler süt bezlerinde üretilen sütle yavrularına bakarlar ve (2) memelilerin vücut örtüsü kıllıdır. Kıl miktarı büyük oranda değişir. Balinalarda ve domuz balinalarında, ağzın etrafında sadece birkaç kedi bıyığı bulunur. Diğer pek çok memelilerde, tüy kalın bir kürk örtüsü şeklindedir. Memeliler diğer birkaç karakteristiği de paylaşırlar. Memeliler, kuşlar gibi, sıcakkanlıdırlar ve dört gözlü kalpleri vardır. İçsel bir duvar, diyafram, göğüs boşluğunu karın boşluğundan ayırır. Beynin asıl kısmı diğer herhangi bir gruptakinden çok daha fazla gelişmiştir ve bu yüzden memeliler en zeki hayvanlardır. Memeliler ileri derecede farklılaşmış dişlere sahiptirler. Dişlerin yapı ve düzeni beslenme alışkanlıklarına bağlı olarak gruptan gruba değişir. Dişlerin dört çeşidi kesme için kesici dişler; parçalama için köpek dişleri ve öğütme için olan küçük azı dişleri ve büyük azı dişleridir (Şekil 264). 281 köpek dişi kesici dişler Büyük azı dişleri Küçük azı dişleri büyükazı dişleri 282 Şekil 26-4. Memelilerin Dişleri Yumurta koyan birkaç memeli dışında, bütün memeliler canlı yavru doğururlar. Her bir doğumda üretilen yeni nesil diğer hayvanların pek çoğundan daha azdır. Bununla birlikte, yavruya ana baba tarafından bakıldığı ve korunduğu için daha fazla yaşama şansına sahiptirler. Üç farklı memeli çeşidi-yumurtlayan (gagalı) memeliler, keseli memeliler ve plasentalı memeliler-vardır (Tablo 26-1). Gagalı memeliler yumurtlayan memelilerdir. En ilkel ve sürüngen benzeri memelilerdir. Avustralya’nın gagalı birdeliklisi ve gagalı kirpileri yaşayan yegane yumurtlayan memelilerdir. Keseliler kanguru, opossum ve koala gibi keseli memelilerdir. Keseliler çok küçük, gelişmemiş bir evrede doğarlar ve gelişmelerini annelerinin kesesinde tamamlarlar. Keseliler bir zamanlar bugünkünden çok daha fazla sayılarda ve çok geniş bir yayılıştaydılar. Plasentalı memelilerin ortaya çıkmasıyla, keseliler sonuçta yok oldular. Keseliler sadece Avustralya’da memelilerin baskın formu oldular. Ornithorhyncus anatinus 283 Memelilerin en büyük ve en başarılı grubu plasentalılardır. Plasentalı memelilerde gelişmekte olan yavru embriyo gelişimi tamamlanıncaya kadar dişinin döl yatağında kalır. Yavru, keselilerde olduğundan daha ileri bir gelişme evresinde doğar. 26-5 Plasentalı Memelilerin Çeşitleri Plasentalı memelilerin on beş dolayında farklı takımı vardır. Bu grubun üyeleri minik yarasalardan devasa balinalara değişir. Plasentalı memelilerin başlıca takımları aşağıda değerlendirilmektedir. Böcek yiyen memeliler. Köstebekler, kirpiler ve sivri (cüce) fareler İnsectivora takımının üyeleri, böcek yiyen memelilerdir. Böcek yiyiciler çoğunlukla küçük, fare benzeri hayvanlardır. Çoğu toprak altında yaşar. Karıncalardan, manaslardan, kınkanatlılardan ve diğer böceklerden beslenirler. Kirpi, Erinaceus europaeus Sivriburunlu cüce fare Sorex minutus, Köstebek Talpa europaea Solenodontidae (solenodons) 3 spp, Erinaceidae (hedgehogs, gymnures), Tenrecidae (tenrecs) 24 spp, Chrysochloridae (golden moles) 18 spp, Erinaceidae (hedgehogs, gymnures) 21 spp, Soricidae (shrews) 313 spp, Talpidae (moles) 40 spp 284 Kemirgenler. Fareler, sıçanlar, kunduzlar, oklu kirpiler (Hystricidae), sincaplar, avurtlu fareler ve kobayların hepsi, plasentalı memelilerin en büyük takımı olan Rodentia takımının üyeleridir. Sivri, keski şeklindeki kesici dişleri kemirmek için kullanılır. Bu dişler aşınan uçlarını yenilemek için sürekli büyürler. Kemirgenler çabuk ürerler. Pek çoğu besinleri yok eden ve hastalık taşıyan çok önemli zararlılardır. Tavşanlar. Evcil tavşanlar ve yabani tavşanlar Lagomorpha takımının üyeleridirler. Kemirgenler gibi, tavşanlar da bitkilerden beslenen kemirici hayvanlardır. Evcil ve yabani tavşanların uzun kulakları ve yumuşak tüylü kuyrukları vardır. Yeni doğmuş evcil tavşanlar göremez veya yürüyemezler ve kürkleri yoktur. Diğer yandan, yeni doğmuş yabani tavşanlar kürkle kaplıdırlar ve birkaç saat içinde etkin olurlar. Evcil ve yabani tavşanlar, güçlü arka bacaklarını kullanıp, zıplayarak hareket ederler. En hızlı hareket eden hayvanlardandırlar. Yabani Tavşan Lepus capensis (L.) (Synm. Lepus europaeus Pallas) Oryctolagus cuniculus L. Ada Tavşanı, Evcil tavşan Uçan memeliler. Yarasalar, Chiroptera (=parmakkanatlılar) takımının üyeleri, gerçek uçma yeteneğindeki yegane memelilerdir. Bir yarasanın kanadı bir deri zarla kaplı dört uzun parmaktan ibarettir. İlk parmak, küçük arka bacaklar gibi tutunmak için kullanılır. Dinlenirken, yarasalar arka bacaklarıyla bir tünekten yukardan aşağı doğru asılırlar. Yarasalar çoğunlukla geceleyin etkindirler. En yaygın yarasalar böceklerle beslenirken, diğerleri meyve, çiçek özü veya küçük hayvanlarla beslenirler. Orta ve Güney Amerika’da bulunan vampir yarasa temelde sığırlardan beslenir. Bu yarasa, kan sağlamak için küçük bir deri parçasını keser ve akan kanı yalayarak yutar. Kaybedilen toplam kan miktarı çok azdır ve yaranın kendisi çoğunlukla tehlikeli değildir. Ancak, ısırma ile hastalık iletilmesi sorun olabilmektedir. Yarasalar karanlıkta yönlerini tayın etmek ve avlarını bulmak için sesin yankılanmasından yararlanan sonar benzeri bir sistem kullanırlar. Çarptıkları herhangi bir yüzeyden sekerek yarasanın duyabileceği bir yankı doğuran yüksek frekanslı ses dalgaları üretirler. Nesnelerin uzaklığı, sesin çıkışı ile yankının geri dönüşü arasındaki zaman aralığı ile belirlenmektedir. 285 286 287 Sucul memeliler. Balinalar, yunuslar ve domuz balinaları Cetacea takımının üyeleri, sucul memelilerdir. Bu hayvanlar okyanusta yaşamaya iyi uyumludurlar. Hava solumalarına karşın, nefeslerini tutarak çok uzun süreler su altında kalabilirler. Balina ve yunusların ön üyeleri yüzme kolları olarak değişmiştir. Arka üyeler yoktur. Balina ve yunuslar güçlü kuyruklarının sudan yukarı ve su içine hareketi ile yüzerler. Diğer memeliler gibi, balinalar ve yunuslar meme bezlerinin sütüyle beslenen canlı yavru doğururlar. Domuz balinaları, yunuslar ve bazı balinaların dişleri vardır ve balıklarla beslenirler. En büyük balinalar planktonlarla, denizlerde yüzen küçük organizmalarla beslenirler. Plankton, balina tarağı denilen boynuzsu levha dizileri ile sudan süzülür. Planktonla beslenen mavi balinalar, şimdiye kadar yaşamış hayvanların en büyüğüdür. Dişsiz memeliler. Karınca ayıları, kemerli hayvanlar ve tembel hayvanlar Edentata takımına aittir. Bu hayvanlarda dişler ya çok küçüktür veya tamamen kaybolmuştur. Bu takımın üyeleri temelde Orta ve Güney Amerika’da bulunurlar. Karınca ayıları ve tembel hayvanlar uzun tüylerle kaplı iken, kemerli hayvanlar sert plakalarla kaplıdırlar. Tembel hayvanlar zamanlarının çoğunu ağaçlarda asılı olarak geçirirler. Yapraklardan ve taze sürgünlerden beslenirler. Karınca ayıları ve kemerli hayvanlar öncelikle karıncalar, termitler ve diğer böceklerden beslenirler. Her iki grubun uzun tırnakları ve uzun dilleri vardır. Uzun tırnaklarını karınca yuvalarını ve termit tepeciklerini parçalayıp açmak ve dillerini böcekleri yalayıp yutmak için kullanırlar. Hortumlu memeliler. Proboscidae takımı sadece Afrika ve Asya fillerini içerir. Filin 288 kaslı hortumu üst dudak ve burnun çok fazla uzamasından oluşur. Hortum besini ağza getirmek için kullanılır. Filin çok iri fildişi tosdişleri gerçekte çok fazla büyümüş üst kesici dişlerdir. Filler bitkilerle beslenir. Yaşayan kara hayvanlarının en büyükleridirler. Bu çok büyük vücutlarının bakımı için, filler bir günde 18 saate kadar beslenmeleri gerekir. Toynaklı Memeliler. Ayakları toynak şeklinde olan memelilere toynaklılar denir. Toynaklılar, toynakların bir tek veya bir çift parmaklarının olmasına göre iki takıma ayrılırlar. Çift toynaklı olanlar Artiodactyla takımına aittirler. Bu takım domuzları, geyikleri, antilopları, koyunları, sığırları, suaygırlarını, zürafaları ve develeri içerir. Bir toynaklı olanlar Perissodactyla takımına aittirler. Bu takım atları, gergedanları ve tapirleri içerir. Bütün toynaklılar otçul ya da bitki yiyicidirler ve sürüler halinde beslenme eğilimindedirler. Yassılaşmış dişleri sert bitki materyallerini ezebilir ve öğütebilir. Sığırlar, koyunlar, develer ve geyikler gibi bazı toynaklılar geviş getirenlerdir. Mideleri dört gözlüdür. Otlarken, büyük miktarlarda besini midelerinin işkembe denilen bir gözünde biriktirirler. Daha sonra, bu besini ağızlarına geri getirir ve onu ikinci kez yutmadan önce tamamen çiğnerler. Suidae Domuzgiller Sus scrofa Yaban domuzu Cervidae Familyası, Geyikgiller familyası Ulu geyik, Kızılgeyik Cervus elaphus 289 Erkek geyik (Stag, hart) ve Dişi geyik (hind) Alageyik, Sığın Dama dama (Cervus dama), 290 Karaca Capreolus capreolus 291 292 Bovidae Familyası, İçiboşboynuzlugiller Çengelboynuzlu yaban (dağ) keçisi, Rupicapra rupicapra 293 Yabankeçisi, kızılkeçi, dağkeçisi Capra aegagrus Yabankoyunu, Argali, Ovis gmelini anatolica, Ceylan, gazel, Gazella dorcas Kursaklı ceylan, Ahu, ceren Gazella subgutturosa DIGESTION IN HERBIVORES Plants form the diet of herbivores and therefore their digestion holds up the key for the availability of nutrients for these animals1. Plants cells have cellulose which is the primary structural component plant cells is a stable organic compound that is not easily digested. Digestive enzymes which the mammals produce cannot be able to breakdown cellulose to obtain glucose. As herbivores had to feed on the plants they had to overcome the problem of cellulose digestion. Cellulose can be broken down mechanically by chewing for a long time or fermentation by bacteria which dissolves c ellulose. All herbivores stomachs have bacteria which dissolve cellulose but the process takes time. Various mechanical methods are employed by different herbivores to breakdown cellulose2. Among the adaptations for digestion to evolve are exhibited by rabbits and rodents who re-eat their faeces which is soft, and normally deposited in the burrow2 . This process is called coprophagy and ensures that the plant material consumed is processed twice and nutrients are extracted. After this second eating process is the faeces discarded outside the burrow as dry pellets2. Elephants eat leaves, fibrous and woody material which poses a problem in their digestion, first to make it small and secondl y to breakdown cellulose2. To handle this problem elephants have molars as their only teeth in their mouths. These molars are massive grinders which pound and crush the food with much power. The molars are continuously replaced as they wear out, by new ones growing on rear of the jaw and moving to replace those that are worn out2. Elephants feed on a lot of food and it takes along time before it is fully digested (up to two and a half weeks). To be able to store this food for those two weeks the elephants have to have big stomachs which also aid in the breakdown of the mostly woody material in the process of fermentation by bacteria in the elephants stomach. The big stomach serves as holders for the bacteria broth there for digesti on. 2 Ruminants also evolved a different way to overcome this problem. Ruminants are animals that digest their food in two steps; first they chew the food for the first time roughly to break it to make them easy to swallow and then regurgitate and chew it a second time2, 3. The second chewing is called chewing the cud and animals practising ruminacy include cattle, deer, goats, sheep, camels, giraffes, buffalo, wildebeest, and antelope3. A ruminants stomach is divided in to four compartments namely; rumen, reticulum, omasum, and abomasums 2. Grass and other foliage are clipped by use of lower incisors and pressing it against the tongue or gums of upper jaw with no front teeth. It’s briefly chewed by the molars before being swallowed the food into the rumen where there’s a broth of bacteria and is churned by this muscular stomach while bacteria break the cellulose3. The food moves to the reticulum where it is divided into solid and liquid before being brought back in to the mouth 2. The food is then brought to the mouth in balls (bolus) and is chewed again and ground by the molars by forward, backwards and sideways movements combined with up and down movements 3. The now well ground food and in semi liquid form goes to the omasum 294 through the rumen where water is removed before going to the omasum 3. All the final digestion and absorption takes place in this stomach2. Chewing the cud normally takes place in safety and in a relaxed form thought to be a form of adaptation to escape predators and so the animal have to eat in a hurry. Also due to limited food and there’s competition makes the animals adopt this method first to fill their stomachs and then digest it later. Due to the many number of stomachs has made the animals grow bigger in size. They also take big amounts of food like the cows, wildebeests buffalos and the giraffe. This form of breaking down of cellulose is more advanced than that of the elephants 2. By being able to digest cellulose the animals are assured that their glucose requirements are provided for in their meals. Th is has come with various modifications to the body structure like teeth, stomach and an increase in their sizes 2. References: 1. Wikipedia contributors. Herbivore [Internet]. Wikipedia, The Free Encyclopedia; 2006 Apr 30, 00:26 UTC [cited 2006 May 11]. Available from: http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Herbivore&oldid=50816562. 2. Knight, R. BCB Biodiversity chapter 2 The Invasion of the Land (Cited 2006 May 11) http://planet.uwc.ac.za/nisl/biodiversity/Chapter2/page_234.htm 3. Wikipedia contributors. Ruminant [Internet]. Wikipedia, The Free Encyclopedia; 2006 Apr 22, 23:58 UTC [cited 2006 May 11]. Available from: http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruminant&oldid=49674058. VINCENT MUCHAI WAIRIMU Biodiversity and Conservation Biology University of the Western Cape Private Bag X17 Bellville TEL: +27825103190 Email: [email protected] Website:http://www.muchai.iblog.co.za Et yiyici memeliler. Carnivora takımı kediler (Felidae), köpekler (Canidae), ayılar, kokarcalar, morslar ve diğer et yiyici memelileri içerir. Ayı gibi bazı etçiller et yanında bitki materyali yerler. Etçillerin çoğu güçlüdür ve hızlı hareket ederler ve sivri tırnaklara sahiptir. Kuvvetli çeneleri ve büyük dişleri kapma, kesme ve et parçalama için özelleşmiştir. Çok iyi gelişmiş bir koklama duyusuna sahiptirler. Etçiller çoğunlukla zekidirler ve avlanma davranışlarının çoğu öğrenilmektedir. Morslar, deniz aslanları ve foklar sucul etçillerdir. Temelde balıkla beslenirler. Üyeleri yüzme kolları olarak değişmiştir ve vücutları yüzmeye uyumludur. CARNIVORA, Etçiller Takımı Canidae, Köpekgiller Familyasi Canis aureus Çakal, altınrenkli çakal 295 Canis lupus Kurt Canis lupus familiaris, Köpek 296 Canis lupus dingo, Avustralya Yabani Köpeği Vulpes vulpes Tilki, kızıltilki 297 Ursidae Ayıgiller Ursus arctos Ayı, bozayı Mustelidae, Sansargiller Familyası Mustela nivalis Gelincik Martes foina Kayasansarı Martes martes Zerdeva, ağaçsansarı Meles meles Porsuk Lutra lutra Susamuru, suiti 298 299 300 Felidae, Kedigiller Felis chaus Bataklık vaşağı 301 Felis silvestris Yabankedisi 302 Lynx lynx Vaşak, öşek Panthera pardus tulliana Anadolu parsı Lynx caracal Karakulak Phocidae, Foklar Monachus monachus Akdeniz foku, denizrahibi Tablo 26-1. Avrupa Memelilerinin Tür Listesi * CARNIVORA Etçiller Takımı Canidae Köpekgiller Fam. Canis aureus Linnaeus, 1758 Golden jackal Çakal, altınrenkli çakal Canis lupus Linnaeus, 1758 Wolf Kurt 303 Vulpes vulpes (Linnaeus, 1758) Red fox Tilki, kızıltilki Ursidae Ayıgiller Ursus arctos Linnaeus, 1758 Brown bear Ayı, bozayı Mustela nivalis Linnaeus, 1766 Weasel Gelincik Martes foina (Erxleben, 1777) Beech marten; Stone marten Kayasansarı Martes martes (Linnaeus, 1758) Pine marten Zerdeva, ağaçsansarı Meles meles (Linnaeus, 1758) Badger Porsuk Lutra lutra (Linnaeus, 1758) Otter Susamuru, suiti Hodgson, 1836 Small Indian mongoose Mustelidae Sansargiller Familyası Herpestidae Herpestes auropunctatus Herpestes edwardsi Hindistan firavunsiçanı Herpestes ichneumon (Linnaeus, 1758) Egyptian mongoose Firavunfaresi, yerköpeği Felidae Kedigiller Felis chaus Schreber, 1777 Felis silvestris Schreber, 1775 Wildcat Yabankedisi Lynx lynx (Linnaeus, 1758) Lynx Vaşak, öşek Bataklıkvaşağı Panthera pardus tulliana Anadolu parsı Phocidae Monachus monachus (Hermann, 1779) Mediterranean monk seal Akdeniz foku, denizrahibi Sus scrofa Linnaeus, 1758 Wild boar Yabandomuzu Cervidae Geyikgiller Dama dama (Cervus dama) (Linnaeus, 1758) Fallow deer Alageyik, yağmurca, sığın Cervus elaphus Linnaeus, 1758 Red deer Geyik, ulugeyik, kızılgeyik, Kanada geyiği Alces alces (Linnaeus, 1758) Elk; Moose Taçboynuzlu geyik, Alaska geyiği ARTIODACTYLA Çift Toynaklılar Takımı Suidae Domuzgillar 304 Capreolus capreolus (Linnaeus, 1758) Roe deer Karaca, elik, karageyik Bison bonasus (Linnaeus, 1758) European bison Bizon Saiga tatarica (linnaeus, 1766) Rupicapra pyrenaica Bonaparte, 1845 Southern chamois Rupicapra rupicapra (Linnaeus, 1758) Alpine chamois Ovibos moschatus (Zimmermann, 1780) Musk ox Capra aegagrus Erxleben, 1777 Capra caucasica Güdenstaedt & Pallas, 1783 Capra cylindricornis (Blyth, 1841) Capra ibex Linnaeus, 1758 Alpine ibex Capra pyrenaica Schinz, 1838 Spanish ibex Ammotragus lervia (Pallas, 1777) Barbary sheep Ovis gmelini anatolica (Linnaeus, 1758) Mouflon =muflon Gazella dorcas (Linnaeus, 1758) Ceylan, gazel, Gazella subgutturosa (Gueldenstaedt, 1780) Kursaklı ceylan, Ahu, ceren Bovidae İçiboşboynuzlugiller Step antilobu Çengelboynuzlu yaban keçisi, dağkeçisi Misk öküzü Yabankeçisi, kızılkeçi, dağkeçisi Wild goat Yabankoyunu, Argali, Beyhayvanlar. İnsanlar, kuyruksuz maymunlar ve maymunlar Primates takımının üyeleridir. Bütün primatların, nesneleri ellerine almalarına beceriyle kullanmalarına olanak veren iyi gelişmiş kavrayıcı elleri vardır. El ve ayak parmakları pençeler yerine geniş tırnaklara sahiptir. Yerde yaşayan insanlar, goriller ve Habeş maymunları dışında, primatların çoğu ağaçlarda yaşar. Primatlar bitki ve et yerler. Primatlar en zeki memelilerdir. Beyinleri büyük ve karmaşıktır ve görme duyuları iyi gelişmiştir. Tablo 26-1. Avrupa Memelilerinin Tür Listesi * Bilimsel Ad MARSUPIALIA Macropodidae Macropus rufogriseus INSECTIVORA Otorite (Desmarest, 1817) TAKIMI İngilizce Ad Red-necked wallaby Türkçe Ad 305 Erinaceidae Atelerix algirus Erinaceus concolor Erinaceus europaeus Hemiechinus aurutus Soricidae Sorex alpinus Sorex araneus Sorex caecutiens Sorex coronatus Sorex granarius Sorex isodon Sorex minutissimus Sorex minutus Sorex raddei Sorex samniticus Sorex tundrensis ? Sorex volnuchinin Neomys anomalus Neomys fodiens Neomys teres Crocidura gueldenstaedtii (Lereboullet, 1842) Martin, 1838 Linnaeus, 1758 (Gmelin, 1770) Algerian hedgehog Eastern hedgehog Western hedgehog Schinz, 1837 Linnaeus, 1758 Laxmann, 1788 Millet, 1828 Miller, 1910 Turov, 1924 Zimmermann, 1780 Linnaeus, 1766 Satuin, 1895 Altobello, 1926 Cabrera, 1907 Ognev, 1922 Cabrera, 1907 (Pennant, 1771) Miller, 1980 (Pallas, 1811) Alpine shrew Common shrew Masked shrew Millet's shrew Spanish shrew Taiga shrew Least shrew Pygmy shrew Crocidura leucodon (Hermann, 1780) Crocidura lasia Crocidura pergrisea Crocidura osorio Molina & Hutterer, 1989 Crocidura russula (Hermann, 1780) Crocidura sicula Miller, 1900 Crocidura suaveolens (Pallas, 1811) Crocidura zimmermanni Wettstein, 1953 Suncus etruscus (Savi, 1822) Talpidae Desmana moschata Galemys pyrenaicus Talpa caeca Talpa europaea Talpa occidentalis Talpa romana Talpa stankovici Talpa caucasica Talpa streeti CHIROPTERA Rhinolophidae Rhinolophus blasii (Linnaeus, 1758) (E. Geoffroy, 1811) Savi, 1822 Linnaeus, 1758 Cabrera, 1907 Thomas, 1902 V. Martino & E. Martino, 1931 Miller's water shrew Water shrew Osorio shrew Greater white-toothed shrew Sicilian shrew Lesser white-toothed shrew Cretan white-toothed shrew Pygmy white-toothed shrew Pyrenean desman Blind mole Common mole Iberian mole Roman mole Balkan mole Rhinolophus hipposideros (Bechstein, 1800) Lesser horseshoe bat Rhinolophus mehelyi Matschie, 1901 Mehely's horseshoe bat Vespertilionidae Myotis bechsteinii Myotis blythii Myotis brandtii Myotis capaccinii Myotis dasycneme Myotis daubentonii Myotis emarginatus Myotis myotis (Kuhl, 1817) (Tomes, 1857) (Eversmann, 1845) (Bonaparte, 1837) (Boie, 1825) (Kuhl, 1817) (E. Geoffroy, 1806) (Borkhausen, 1797) Bechstein's bat Lesser mouse-eared bat Brandt's bat Long-fingered bat Pond bat Daubenton's bat Geoffroy's bat Greater mouse-eared bat Blasius, 1853 Sivriburunlu cücefare Bataklık faresi Su sivrifaresi Bicoloured white-toothed Sivriburunlu tarlafaresi shrew Büyük sivrifare Rhinolophus ferrumequinum (Schreber, 1774) Rhinolophus euryale Orman sivrifaresi Kafkas sivrifaresi Appenine shrew Blasius' horseshoe bat Mediterranean horseshoe bat Greater horseshoe bat Peters, 1866 Beyaz göğüslü kirpi Kirpi Ev sivrifaresi Bahçe sivrifaresi Etrüsk faresi Köstebek Kafkasköstebeği Acem köstebeği Nalburun Akdeniz nalburunlu yarasası Büyük nalburunlu yaras Küçük nalburunlu yarasa Büyükkulaklı yarasa Farekulaklı yarasa Uzunayaklı yarasa Su yarasası Kirpikliyarasa Devyarasa 306 Myotis mystacinus Myotis nattereri Pipistrellus kuhlii Pipistrellus maderensis Pipistrellus nathusii Pipistrellus pipistrellus Pipistrellus savii Nyctalus azoreum Nyctalus lasiopterus Nyctalus leisleri (Kuhl, 1817) (Kuhl, 1817) (Kuhl, 1817) (Dobson, 1878) (Keyserling & Blasius, 1839) (Schreber, 1774) (Bonaparte, 1837) (Thomas, 1901) (Schreber, 1780) (Kuhl, 1817) Whiskered bat Natterer's bat Kuhl's pipistrelle Madeira pipistrelle Nathusius' pipistrelle Common pipistrelle Savi's pipistrelle Azorean bat Greater noctule Leisler's bat Nyctalus noctula (Schreber, 1774) Noctule Eptesicus bottae (Peters, 1869) Botta's serotine Eptesicus nilssonii Eptesicus serotinus Vespertilio murinus Barbastella barbastellus Plecotus auritus Plecotus austriacus Plecotus teneriffae Miniopterus schreibersii Molossidae Tadarida teniotis PRIMATES Cercophitecidae Macaca sylvanus LAGOMORPHA Ochotonidae Ochotona alpina Ochotona pusilla Leporidae Lepus capensis (europaeus) Lepus castroviejoi Lepus corsicanus Lepus europaeus Lepus granatensis Lepus timidus Oryctolagus cuniculus Sylvilagus floridanus RODENTIA Aplodontidae Sciurus anomalus Sciurus carolinensis Sciurus vulgaris Callosciurus erythraeus Callosciurus finlaysonii Atlantoxerus getulus Marmota marmota Marmota bobak Spermophilus citellus Spermophilus suslicus Spermophilus fulvus Spermophilus musicus Spermophilus pygmaeus Tamias sibiricus Pteromys volans Castoridae Castor canadensis Castor fiber Cricetidae Cricetus cricetus Cricetulus migratorius Mesocricetus newtoni Mesocricetus raddei (Keyserling & Blasius, 1839) (Schreber, 1774) Linnaeus, 1758 (Schreber, 1774) (Linnaeus, 1758) (J. B. Fischer, 1829) Barrett-Hamilton, 1907 (Kuhl, 1817) Northern bat Serotine Parti-coloured bat Barbastelle Brown long-eared bat Grey long-eared bat Tenerife long-eared bat Schreibers' bat (Rafinesque, 1814) European free-tailed bat Kuyrukluyarasa (Linnaeus, 1758) Barbary ape Magot (Pallas, 1773) (Pallas, 1769) Bıyıklıyarsa Beyaz yakalıyarasa Pürtüklüderili yarasa Cüceyarasa Türkiye’de var Büyük akşamcıyarasa Küçük akşamcıyarasa Akşamcıyarasa, Gecekuşu Akdeniz genişkanatlı yarasası Genişkanatlı yarasa Düzburunlu yarasalar Sakallıyarasa K.rengi uzunkulakyarsa Gri kulaklıyarsa Uzunkanatlı yarasa Islıkçalan tavşan Linnaeus, 1758 (Pallas,1798) Palacios, 1977 de Winton, 1898 Pallas, 1778 Rosenhauer, 1856 Linnaeus, 1758 (Linnaeus, 1758) (J. A. Allen, 1890) KEMİRGENLER Cape hare Broom hare Corsican hare Brown hare Iberian hare Mountain hare (Snow) Rabbit Eastern cottontail rabbit Yabani tavşan Güldenstaedt, 1785 Gmelin, 1788 Linnaeus, 1758 (Pallas, 1779) (Horsfield, 1824) (Linnaeus, 1758) (Linnaeus, 1758) (Müller, 1776) (Linnaeus, 1766) (Güldenstaedt, 1770) (Lichtenstein, 1823) Ménétries, 1832 (Pallas, 1778) (Laxmann, 1769) (Linnaeus, 1758) Persian squirrel Grey squirrel Red squirrel Pallas's squirrel Thailand tree squirrel Barbary ground squirrel Alpine marmot Kafkas tavşanı European souslik Spotted souslik Tarlasincabı Siberian chipmunk Russian flying squirrel Avrupa uçansincabı Kuhl, 1820 Linnaeus, 1758 American beaver Eurasian beaver Kanada kunduzu Avrupa kunduzu (Linnaeus, 1758) (Pallas,1773) (Nehring, 1898) (Nehring, 1894) Common hamster Grey hamster Romanian hamster Hamster, Avurtlak Cücehamster Yabani tavşan Kartavşanı Adatavşanı, Evcil Sincap 307 Mesocricetus auratus Mesocricetus brandtii Arvicolidae Myopus schisticolor Lemmus lemmus Clethrionomys glareolus Clethrionomys rufocanus Clethrionomys rutilus Dinaromys bogdanovi Arvicola sapidus Arvicola terrestris Ondatra zibethicus Microtus agrestis Microtus arvalis Microtus cabrerae Microtus duodecimcostatus Microtus felteni Microtus gerbei Microtus gregalis Microtus guentheri Microtus irani Microtus lusitanicus Microtus majori Microtus multiplex Microtus obscurus Microtus oeconomus Microtus rossiaemeridionalis Microtus savii Microtus socialis Microtus subterraneus Microtus tatricus Microtus thomasi Chionomys gud Chionomys nivalis Chionomys roberti Lagurus lagurus Ellobius talpinus Ellobius fuscocapillus Meriones lybicus Meriones meridianus Meriones persicus Meriones tamariscinus Meriones tristrami Meriones vinogradori Spalacidae Spalax arenarius Spalax graecus Spalax giganteus Spalax microphthamus Spalax zemni Nannospalax leucodon Muridae Micromys minutus Apodemus agrarius Apodemus alpicola Altunhamster Kocaavurtlak (Lilljeborg, 1844) (Linnaeus, 1758) (Schreber, 1780) (Sundevall, 1846) (Pallas, 1779) (Martino, 1922) Miller, 1908 (Linnaeus, 1758) (Linnaeus, 1766) (Linnaeus, 1761) (Pallas, 1778) Thomas, 1906 de Sélys-Longchamps, 1839 Malec & Storch, 1963 (Gerbe, 1879) (Pallas, 1779) (Danford & Alston, 1880) Wood lemming Norway lemming Bank vole Grey-sided vole Red vole Balkan snow vole Southern water vole Water vole Muskrat Field vole Common vole Cabrera's vole Mediterranean pine vole Balkan pine vole Pyrenean pine vole (Gerbe, 1879) Thomas, 1906 (Fatio, 1905) (Eversmann, 1841) (Pallas, 1776) Ognev, 1924 (de Sélys-Longchamps, 1838) (Pallas, 1773) (de Sélys-Longchamps, 1836) Kratochvíl, 1952 (Barrett-Hamilton, 1903) (Satunin, 1909) (Martins, 1842) (Thomas, 1906) (Pallas, 1773) (Pallas, 1770) Lusitanian pine vole Guenther's vole Alpine pine vole Root vole Sibling vole Savi's pine vole Common pine vole Tatra vole Thomas's vole Snow vole Leming Kızılfare Ormanfaresi, susıçanı Kırfaresi, ormanfaresi Akdeniz kızılfaresi İran karfaresi Kısakulaklıfare Doğu tarla faresi Kafkaskarfaresi Karfaresi Uzunkuyruklu karfaresi + (Pallas, 1773) İran çölfaresi (Pallas, 1773) Thomas, 1892 Reshetnik, 1939 Nehring, 1898 Nehring, 1898 Güldenstaedt, 1770 Erxleben, 1777 (Nordmann, 1840) Tristram's jird Türkiye çölsıçanı Balkan mole rat Avrupa körfaresi Lesser mole rat Körfare, kösnü, körsıçan (Pallas, 1771) (Pallas, 1771) Heinrich 1952 Harvest mouse Striped field mouse Alpine mouse Cücefare Çizgili ormanfaresi Apodemus flavicollis (Melchior, 1834) Yellow-necked mouse Apodemus fulvipectus Apodemus microps Apodemus mystacinus Apodemus ponticus Apodemus sylvaticus Apodemus uralensis Rattus norvegicus Rattus rattus Ognev, 1924 (Danford & Alston, 1877) Sviridenko, 1936 (Linnaeus, 1758) (Pallas, 1811) (Berkenhout, 1769) (Linnaeus, 1758) Rock mouse Wood mouse Pygmy field mouse Brown rat Black rat; Ship rat Sarıboyunlu ormanfaresi Cücefare Kayalıkfaresi, taşsıçanı Ormanfaresi göçmensıçan Siyahsıçan, evsıçanı 308 Mus domesticus Schwartz & Schwartz, 1943 Mus macedonicus Petrov & Ruzic, 1983 Mus musculus Mus spicilegus Mus spretus Acomys dimidatus * Acomys minous * Gliridae Linnaeus, 1758 Petényi, 1882 Lataste 1883 Western house mouse Balkan short-tailed mouse Eastern house mouse Steppe mouse Algerian mouse Bate, 1906 Cretan spiny mouse Glis glis (Linnaeus, 1766) Muscardinus avellanarius Eliomys quercinus (Linnaeus, 1758) (Linnaeus, 1766) Fat dormouse; Edible dormouse Common dormouse Garden dormouse Dryomys nitedula (Pallas, 1778) Forest dormouse Myomimus roachi Dipodidae Sicista betulina Sicista caucasica Sicista Severtzowi Sicista strandi Sicista subtilis Dipus sagitta Stylodipuds telum Allactaga elater Allactaga eupharatica Allactaga jaculus Allactaga major Allactaga williamsi Pygeretmus pumilio Hystricidae Hystrix cristata Hystrix indica (leucura) Myocastoridae Myocastor coypus CETACEA Monodontidae Delphinapterus leucas Monodon monocerus Phocoenidae Phocoena phocoena Delphinidae Steno bredanensis Delphinus delphis Sousa teuszii Stenella attenuata Stenella clymene Stenella coeruleoalba Stenella frontalis Lagenoorhynchus acutus Lagenoorhynchus albirostris Tursiops truncatus Grampus griseus Globicephala melas Globicephala macrorhynchus Orcinus orca Pseudoorca crassidens Feresa attenuate Peponocephala electra Ziphiidae Hyperoodon ampullatus Ziphus cavirostris Mesoplodon bidens Mesoplodon grayi Mesoplodon mirus (Bate, 1937) Mouse-tailed dormouse (Pallas, 1779) Vinogradov, 1925 (Ognev, 1935) (Formozov, 1931) (Pallas, 1773) (Pallas, 1773) (Lichtenstein, 1823) (Lichtenstein, 1825) Northern birch mouse Evfaresi, batıfaresi Evfaresi, doğuevfaresi Dikenlifare Yediuyur Fındıkfaresi Bahçe yediuyuru Ağaç yediuyuru, Hasancık Farebenzeri yediuyur Kayınfaresi Huşfaresi Southern birch mouse Araptavşanı (Kerr, 1792) (Kerr, 1792) Linnaeus, 1758 Crested porcupine (Molina, 1782) Coypu Oklukirpi Oklukirpi (Pallas, 1776) Linnaeus, 1758 (Linnaeus, 1758) (Lesson, 1828) Linnaeus, 1758 (Kükenthal, 1892) (Gray, 1846) (Gray, 1850) (Meyen, 1833) (G. Cuvier, 1829) (Gray, 1828) (Gray, 1846) (Montagu, 1821) (G. Cuvier, 1812) (Traill, 1809) (Gray, 1846) (Linnaeus, 1758) (Owen, 1846) Gray, 1875 (Gray, 1846) (Forster, 1770) G. Cuvier, 1823 (Sowerby, 1804) Von Haast, 1876 True ,1913 Domuzbalinası, mutur Yunus, tırtak Şeritliyunus Beyazyanlı yunus Beyazburunlu yunus Siyah yunus, afalina Yuvarlakbaşlı yunus Katilbalina, kılıçbalinası Yalancı kılıçyunus Kuzey ördekbalinası Gagalıbalina İki dişli balina 309 Mesoplodon densirostris Mesoplodon europaeus Physeteridae Kogia breviceps Kogia simus Physeter catodon Balaenidae Eubalaena glacialis Balaena mysticeus Balaenopteridae Balaenoptera acutorostrata Balaenoptera borealis Balaenoptera edeni Balaenoptera physalus Balaenoptera musculus Megaptera novaeangliae CARNIVORA Canidae Canis aureus Canis lupus Alopex lagopus Vulpes corsac Vulpes fulva Vulpes vulpes Vulpes zerda Nyctereutes procyonoides Ursidae Ursus americanus Ursus arctos Ursus horribilis Ursus maritimus Helarctos malayanus Melursus ursinus Procyonidae Procyon lotor Mustelidae (de Blainville, 1817) (Gervais, 1855) (Linnaeus, 1758) Sansargiller Familyası Raccoon Çamaşırcıayı, rakun Mustela erminea Linnaeus, 1758 Stoat Mustela eversmanii Lesson, 1827 Steppe polecat Büyük gelincik, kakım, ermin, Mustela lutreola (Linneus, 1761) European mink Mustela Mustela Mustela Mustela Linnaeus, 1766 Linnaeus, 1758 Pallas, 1773 Schreber, 1777 Weasel Western polecat Vormela peregusna (Güldenstadt, 1770) Marbled polecat Martes foina (Erxleben, 1777) Martes martes Martes zibellina Gulo gulo Meles meles Lutra lutra Viverridae Genetta genetta Herpestidae Herpestes auropunctatus Herpestes edwardsi Herpestes ichneumon Felidae Felis chaus Felis silvestris Lynx lynx Lynx pardinus (Linnaeus, (Linnaeus, (Linnaeus, (Linnaeus, (Linnaeus, nivalis putorius sibirica vison (de Blainville, 1817) (Owen, 1866) Linnaeus, 1758 Cüceyunus (Müller, 1766) Linnaeus, 1758 Atlantik balinası Grönland balinası Lacépéde, 1804 Lesson, 1828 Anderson, 1878 (Linnaeus, 1758) (Linnaeus, 1758) Cücebalina Kaşalot Mavibalina Kamburbalina (Borowoski, 1781) Etçiller Takımı Köpekgiller Familyasi Linnaeus, 1758 Linnaeus, 1758 (Linnaeus, 1758) (Linnaeus, 1768) Golden jackal Wolf Arctic fox Çakal, altınrenkli çakal Kurt Mavitilki, kutuptilkisi Sarıtilki, korsak (Linnaeus, 1758) Red fox (Gray, 1834) Ayıgiller Raccoon dog Tilki, kızıltilki Çöltilkisi, fennek Tanuku Linnaeus, 1758 Brown bear Ayı, bozayı Phipps, 1774 Polar bear 1758) 1758) 1758) 1758) 1758) American mink Beech marten; Stone marten Pine marten Wolverine Badger Otter Malaya ayısı Dudaklıayı Bataklık samuru, Avrupa minki Gelincik Vizon, Amerikan vizonu Benekli kokarca, yerköpeği Kayasansarı Zerdeva, ağaçsansarı Obur Porsuk Susamuru, suiti (Linnaeus, 1758) Common genet Hodgson, 1836 Small Indian mongoose (Linnaeus, 1758) Kedigiller Schreber, 1777 Schreber, 1775 (Linnaeus, 1758) (Temminck, 1827) Egyptian mongoose Hindistan firavunsiçanı Firavunfaresi, yerköpeği Wildcat Lynx Iberian lynx, Pardel lynx Bataklıkvaşağı Yabankedisi Vaşak, öşek Benekli vaşak 310 Panthera pardus tulliana Odobenidae Odobenus rosmarus Phocidae Phoca caspica Phoca groenlandica Phoca hispida Phoca vitulina Halichoerus grypus Erignathus barbatus (Linnaeus, 1758) Walrus Mors Gmelin, 1788 Erxleben, 1777 Schreber, 1775 Linnaeus, 1758 (Fabricius, 1791) (Erxleben, 1777) Harp seal Ringed seal Common seal Grey seal Bearded seal Buzfoku Fok, denizköpeği Konikfok Monachus monachus (Hermann, 1779) Mediterranean monk seal Cystophora cristata ARTIODACTYLA Suidae Sus scrofa Cervidae Muntiacus reevesi Axis axis (Erxleben, 1777) Çift Toynaklılar Takımı Domuzgillar Linnaeus, 1758 Geyikgiller (Ogilby, 1839) (Erxleben, 1777) Hooded seal Dama dama (Cervus dama) (Linnaeus, 1758) Fallow deer Cervus elaphus Linnaeus, 1758 Red deer Cervus nippon Odocoileus virginianus Temminck, 1838 (Zimmermann, 1780) Sika deer White-tailed deer Alces alces (Linnaeus, 1758) Elk; Moose Rangifer tarandus Hydropotes inermis Capreolus capreolus Capreolus pygarcus Bovidae Bison bonasus Saiga tatarica Rupicapra pyrenaica (Linnaeus, 1758) Swinhoe, 1870 (Linnaeus, 1758) (Pallas, 1771) İçiboşboynuzlugiller (Linnaeus, 1758) (linnaeus, 1766) Bonaparte, 1845 Reindeer Chinese water deer Roe deer Rupicapra rupicapra (Linnaeus, 1758) Alpine chamois Ovibos moschatus (Zimmermann, 1780) Musk ox Capra aegagrus Erxleben, 1777 Wild goat Capra caucasica Capra cylindricornis Capra ibex Capra pyrenaica Ammotragus lervia Ovis gmelini anatolica Gazella dorcas Güdenstaedt & Pallas, 1783 (Blyth, 1841) Linnaeus, 1758 Schinz, 1838 (Pallas, 1777) (Linnaeus, 1758) (Linnaeus, 1758) Wild boar Reeves' muntjac Axis deer European bison Southern chamois Alpine ibex Spanish ibex Barbary sheep Mouflon =muflon Akdeniz foku, denizrahibi Yabandomuzu Alageyik, yağmurca, sığın Geyik, ulugeyik, kızılgeyik, Kanada geyiği Taçboynuzlu geyik, Alaska geyiği Rengeyiği, karibo Derekaracası Karaca, elik, karageyik Bizon Step antilobu Çengelboynuzlu yaban keçisi, dağkeçisi Misk öküzü Yabankeçisi, kızılkeçi, dağkeçisi Yabankoyunu, Argali, Ceylan, gazel, Kursaklı ceylan, Ahu, (Gueldenstaedt, 1780) Gazella subgutturosa ceren * Atlas of European Mammals’ın kapsadığı alanın tür listesi. Taksonomi, Türkiye’de bulunan bazı türler de dahil olmak üzere Wilson, D & Reeder, D (1993) Mammal Species of the World’ü izlemektedir. 27 HAYVANLARDA DAVRANIŞ DAVRANIŞIN DOĞASI Bir organizmanın çevresi sürekli bir değişim içindedir. Bu değişimler sıcaklık, ışık, karbondioksit, oksijen, nem ve diğer organizmaların etkinliklerini içeren bir veya birkaç dışsal etmeni kapsayabilir. Çevresel değişimler, susuzluk ve açlık gibi içsel etmenleri de kapsayabilir. İç ve dış çevredeki herhangi bir değişim dürtü olarak adlandırılır. Canlı organizmalarda, metabolik işlemler, içsel koşullar değişmez kaldığında en iyi şekilde yürür. Canlılar davranışsal tepkilerle değişmez sürdürmeye iç koşullarını, dürtülere verdikleri çalışırlar. Aç bir köpek besini fizyolojik ve koklarsa salya salgılamaya başlar. Köpeğin salya salgılaması fizyolojik bir tepkidir. Bu olayın ardından köpek aktif olarak besin aramaya başlar. Bu da davranışsal bir tepkidir. Davranış, bir organizma tarafından dürtülere tepki vermede tamamladığı etkinlikler dizisidir. Dürtü, bir organizmada fizyolojik bir tepkinin sonucu olarak da meydana gelebilir. Bu tür tepkiler çoğunlukla davranış olarak kabul edilmezler. Her bir türün davranışı diğerlerininkinden farklıdır. Uçan bir ardıç kuşu bir tavşanın görünmesine çoğunlukla tepki vermez. Ancak şahin gibi diğer bir kuş, tavşanı yakalama ve yeme tepkisi verir. Davranış bireyin ve türün varlığını sürdürmesini destekler. Tavşan saldıran bir şahini gördüğünde, ilkin bir yöne ve ardından aniden aksi yöne koşar. Bu davranış saldırganı yanıltır ve tavşanın kaçmasına izin verir. 27-1 Algılama ve Dürtüyü Yanıtlama Bir organizma ses, ışık, kimyasallar, hareket ve diğer pek çok etmeni içeren sayısız çevresel değişikliklerin etkisindedir. Ancak dürtü her tür organizma için aynı değildir. Bir organizmanın algılayamayacağı bir şeyi diğer bir organizmanın algılayabilmesi bundandır. Bir örnek ışıkla ilgilidir. Balarısı morötesi ışıkla birlikte mavi-menekşe ve mor ışığı görebilir. Fakat insan morötesi ışığı göremez. Bal arısı, görüş şeklinden dolayı, morötesi ışıklı beyaz ışık ile morötesi ışıksız beyaz ışığı birbirinden ayırt edebilir. Bir bal arısının çoğunlukla gördüğü beyaz ışık morötesi ışık içerir. Bu nedenle, Bal arısının “beyazı” ile insanın “beyazı” aynı değildir. Değişebilen diğer bir çevresel etken kimyasallarla ilgilidir. Burada organizmaların algılaması çok daha farklıdır. Dişi kır tırtılı bir kimyasal cinsel çekici madde salgılar. Erkek kır tırtılı, çiftleşmek için dişisini bulmasını sağlayan bu kimyasalın çok küçük bir miktarını çok uzak mesafeden algılayabilmektedir. Köpekler kusursuz kimyasal duyular sergilerler. 290 Çok gelişmiş kimyasal iz sürme yetenekleri çok iyi bilinmektedir. Orantısal olarak, insanlar zayıf bir koku alma duyusuna sahiptirler. Pek çok organizmalar, özellikle yarasalar, çok keskin bir işitme duyusuna sahiptirler. Yarasalar güvelerden ve diğer geceleyin uçan böceklerden beslenirler. Bir yarasa insanların duyamayacağı çok yüksek perdede sesler üretir. Bu sesler objelerden yansır. Yarasa bu yankıları sezer ve bir nesnenin engel mi yoksa hareket eden bir av mı olup olmadığını belirler. Bu bilginin değerlendirilmesiyle, yarasa uçuşunu doğrulukla böceğe veya engel çevresine yönelterek tepki oluşturur. Bazı güveler yarasanın seslerini duyabilirler. Onlar kaçamaklı eylemler yaparak tepki verirler ve bazen yenilmekten kurtulurlar. Çok çeşitli dürtülerin değişmez bir engelinden dolayı, bir organizma sadece kendisi için önemli olan belirti veya “iletilere” tepki verir. Bir kurbağa hareket eden küçük koyu renkli nesneleri yakalamak için dilini dışarı fırlatır. Durağan nesnelere tepki oluşturmaz. Ağının içindeki bir örümcek sadece ağa yakalanmış bir böceğin oluşturacağı kuvvetteki ağ titreşimlerine tepki verir ve rüzgarın meydana getirdiği ağ titreşimlerine tepki oluşturmaz. Sadece belirli iletilere tepki oluşturulması, besin yakalamak veya tehlikeden kaçınmak için çabuk bir eylem gerektiğinde önemli olmaktadır. Her bir “uygun” ileti belirli bir türün sergilediği özgün bir davranış düzenini başlatır. 27-2 Kalıtım ve Davranış Bir organizmanın davranışı onun şekil ve yapısına bağlıdır. Çıta av yakalamak için çevikçe koşmasına izin veren bir vücut yapısına sahiptir. Kızılgerdan ardıç kuşu yırtıcılardan uçarak kaçar. İnsanlar ve diğer organizmalar vücutlarına uygun şekillerde tepkiler oluştururlar. Davranış bütün vücut sistemleri tarafından etkilenir. Sinir sistemi, endokrin sistem, kaslar ve iskelet hepsi bir organizmanın tepkilerini etkilerler. Bir organizmanın sinir sistemi ve yapısı ne kadar karmaşıksa davranışları da o kadar karmaşıktır. Bir kurbağanın davranışı bir çekirgeninkinden daha karmaşıktır. Bir şempanzenin davranışı bir kurbağanınkinden daha karmaşıktır. İnsan davranışı hepsinden en karmaşık olanıdır. Bir organizmanın vücut yapısı, sinir sistemi ve davranış kalıplarının gelişimi onun kalıtımına bağlıdır. DNA vücut şekil ve yapısının gelişiminin bir “kopyasını” taşır. Ayrıca bu kopyanın içerdiği bir program vücut şekil ve yapısına uygun davranışların sürekliliğini sağlar. Örneğin bir örümceğin DNA’sında kendi türünün yaptığı ağ çeşidini oluşturması için talimatlar vardır. Davranış bireysel organizmalar gibi populasyonlarda da ortaya çıkmaktadır. Bir kaz “V” düzeninde uçamaz. Bu kaz davranışı bir grubu gerektirir. Bu uçuş düzeninin talimatları her bir kaz bireyinin DNA’sında şifrelenmiştir. Karmaşık ardıllıktaki olaylar, bireylerin DNA şifrelerini, bir grup olarak hareket ettikleri; kaz sesi çıkarıp bir “V” düzeninde uçtukları 291 davranışlarına birleştirir. Bu davranış düzeni kazlar için karakteristiktir ve vücut sistemlerinin bir işlevidir. Dürtülere tepkiler sadece kaslara ve iskelete bağlı değil, aynı zamanda dürtüleri algılama ve yorumlama yeteneğine de bağlıdır. Duyu organları çevre koşulları hakkında “bilgi” alırlar. Alınan bu bilgiler, daha sonra organizma tarafından oluşturulan tepkileri belirleyen sinir sistemi tarafından “işlem görür”ler. Kalıtım algılanabilecek bilgi şekillerinin, algılanan bilgilerin nasıl yorumlanacağının ve tepkilerin nasıl olabileceğini belirler. Kalıtım ayrıca davranıştaki sıralamayı oluşturan kas hareketinin eşgüdümsel düzenini belirler. Süngerler dışındaki bütün çok hücreli hayvanlar bir sinir sistemine sahiptir. En basit sinir sistemleri hidra, medüz ve deniz lalelerini içeren grupta ortaya çıkar. Bu grubun üyeleri bir sinir ağı oluşturan hücrelerden ibaret bir sinir sistemine sahiptirler. Bu çok az veya hiç merkezileşme veya eşgüdüm etkinliği olan bir sinir ağıdır. Deniz lalelerinde, dokunaçlar küçük bir besin parçasına dokunduğunda, sadece o dokunaç ağza doğru yönelir. Eğer av büyük ve uğraş gerektirense, bu dürtü sinir ağına yayılır ve diğer dokunaçlar tepkiye katılır. Yersolucanı daha karmaşık davranış sergiler. Bir yersolucanı alt vücut yüzeyinde bulunan sillerin çırpılması ve ayrıca vücudun dalgalanma ve emekleme eylemleri ile hareket eder. Bu hayvanın sinir sistemi sinir ipliği çiftinin ucuna doğru büyümüş sinir düğümü içerir. Bu sinir düğümü veya basit beynin çıkarılması, emekleme etkinliğini durdurur. Emekleme, bir koordinasyon merkezi olarak beyinin etkilediği kasların eşgüdümünü gerektirir. Yassı solucanlarda basit beyin bu yapının en basit şeklini temsil eder. Daha gelişmiş hayvanlarda, beyin daha karmaşıktır. Beyni bulunan tüm hayvanlarda, beyin karmaşıklaşan davranış ardıllıklarının eşgüdümünü sağlar. 27-3 Davranış Döngüleri Bireysel bir organizmanın davranışı zamana bağlı olarak değişebilir. Belirli davranışlar belirli bir zaman döneminde tekrarlanabilir. Örneğin, pek çok organizmanın etkinlikleri günün sadece belirli zamanlarında meydana geldiği görülür. Tarla faresi geceleyin etkindir ve gündüz durgundur. Şahinler gündüz ve baykuşlar geceleyin avlanırlar. Eşek arıları gündüz etkindirler, ancak geceleyin kovanlarına dönerler. Haziran kınkanatlıları geceleyin etkindirler ancak orantılı olarak gündüz etkin değildirler. Bu organizmaların etkinliklerinin, 24 saatlik bir ritim veya döngüden etkilendiği görülmektedir. Biyolojik ritim üzerine ilk araştırmalar kemancı yengeç ile ve fizyolojik işlemleri kapsayacak şekilde yürütülmüştür. Bu hayvanlar çoğunlukla gün boyunca koyu ve geceleyin soluk renkli olmaktadırlar. Araştırma amacıyla, bazı yengeçler tamamen karanlık, değişmez sıcaklık ve nemdeki odalara konulmuşlar. Yine, 24 saatlik düzenli renk değiştirme döngüleri devam etmiştir. 292 Yaklaşık 24 saatlik bir dönemde ortaya çıkan fizyolojik ve davranışsal döngülere bir günlük ritimler denir. Bu terim Latince circa (yaklaşık) ve dies (gün) sözcüklerinden gelmektedir. Bir günlük ritimler son derece düzenli olduğundan pek çok organizmanın bu tür etkinliklerinin bir “biyolojik saat” tarafından kontrol edildiği söylenir. Doğuştan olmakla birlikte, bir biyolojik saati çevresel dürtüler tarafından kurulabilmektedir. Gerçekten, gün ve gece döngüsü biyolojik saatleri sürekli kurmaktadır. Bir organizma uzun bir dönem gündüz koşulları altında tutulduğunda, saati etkilenmektedir. Bu saat kademeli olarak gerçek gün-gece döngüsü ile faz farkı oluşturmaktadır. Bir böceğin doğuşsal döngüsünün gerçekte 23 saat olduğunu kabul edersek. Bu böcek gün ışığı koşullarında on gün tutulursa, saati her gün kurulmaz ve onuncu günde normal günlük döngüden on saat şaşar. Bazı hayvanların görüngüleri aylık hatta yıllık döngüleri izler. Grunion Pasifik sahillerinde yaşayan küçük bir balıktır. Her yıl Nisandan Hazirana, bu balık aylık en yüksek gel-gittin üç veya dört gününde yumurtalarını plajların ıslak kumlarına koyar. Yer sincapları, siyah ayılar gibi hayvanlar her yılın soğuk aylarında kışlarlar. Değişmez çevresel koşullar altında tutulan yer sincapları ile yapılan denemeler, bu hayvanların çevresel dürtüler olmadan kışlamaya girdiklerini göstermiştir. Bu, onların biyolojik saatlerden de çok etkilendiklerini göstermektedir. DOĞUŞTAN GELEN DAVRANIŞLAR Öğrenilemeyen herhangi bir davranış şekli doğuştan gelen davranıştır. Pek çok doğuşsal davranışlar hayatta kalma ve üremeyi desteklerler. Doğuşsal davranışlar sinir sisteminde oluşturulan impuls yollarından kaynaklanır. İmpuls yolları oluşturma talimatları bireyin DNA'’ında taşınır. Bu talimatlar belirli bir türde ortaktır ve kalıtsal bir özellik olarak atadan yeni nesillere geçer. Bir organizma doğuştan gelen bir davranışı yerine getirmede “tercih yapamaz”, bu davranış kendiliğinden meydana gelir. Doğuşsal davranışlar organizmaların pek çoğunda görülür. Terliksi hayvan, deniz lalesi ve yassısolucan gibi basit organizmalarda davranışların hemen tamamı doğuştan gelen davranışlardır. Ancak, karmaşık yapılı organizmalarda davranışların sadece bir kısmı doğuştan gelen davranışlardır. Diğerleri öğrenmeye dayanan davranışlardan ibarettir. Bitkilerin de dürtülere karşı doğuştan gelen tepkileri vardır. Bitkilerde, dürtülere doğru veya onlardan uzağa basit gelişme hareketleri doğrulumlar olarak adlandırılır. Bu hareketlere kökler, gövdeler ve yapraklar katılır. Işık, yerçekimi su, sıcaklık, ve kimyasallar gibi çevresel etmenler dürtüler olarak rol oynarlar. Süngerler gibi, bitkilerin de sinir sistemleri yoktur. Doğrulumlar hormonlar tarafından denetlenir ve meydana gelmeleri saatler hatta günler alabilir. 293 Bazı bitkiler hızlı tepkiler sergilerler. Bir mimoza çeşidi, “duyarlı bitki”nin yaprakları dokunulduktan sonra hızla katlanır ve sarkarlar. Sinekkapan bitkisinin yaprakları yapraklarının yüzeyindeki duyarlı tüylere dokunulduğunda hızla kapanır. Böylece bir böcek yakalanabilir. Bitkiler de dürtülere doğalarında olan davranışlarla tepki verebilirler. Bitkilerde hızlı tepkiler hormonlar tarafından kontrol edilemez, ancak belirli hücrelerdeki turgor basıncının değişimiyle yerine getirilir. Hücrelerin bir karakteristiği dürtülere duyarlılıklarıdır. Amip ve terliksi hayvanın sinir sistemleri yoktur, ancak çevresel değişikliklere tepki verebilirler. Bir terliksi hayvan bir engele çaptığında, durur. Ardından sil çırpmayı tersine çevirir ve geriye doğru uzaklaşır. Daha sonra terliksi hayvan döner ve tekrar ileri doğru gider. Terliksi hayvan aynı engele yeniden çarparsa, geriye çıkış ve dönüşünü tekrarlar. Eninde sonunda engelden kurtulur. Benzer tarzda, amip uzağa yönelerek yoğun ışıktan sakınır. Ancak besini içine alıncaya kadar bir besi taneciğini kovalar. Amip bu besinle gerçek teması kaybettiğinde, kimyasal uyartı ile yine onun yerini sezer. Basit bir hayvan veya bir protistin belirli bir dürtüye veya ondan uzağa doğru herhangi bir hareketi göçüm olarak adlandırılır. Bir amibin kuvvetli ışıktan uzağa hareketi bir negatif göçümdür. Kloroplast içeren bir terliksi hayvan bir protist, ışığa doğru hareketi, bir pozitif göçümdür. 27-4 Refleksler Bir hayvan geliştikçe, nöronlar bir sinir sistemi oluşturan bağlantılar geliştirirler. Çok büyük oranda, nöronlar bu sistem oluştuktan sonra diğer sinirlerle olan bağlantılarını değiştirmezler. Sinir sistemindeki bu tamamlanmış sinir yolları refleks adı verilen doğuştan gelen bir davranış türünün temelidirler. Refleks dürtüleri algılayabilen bir reseptör (duyu organı) ve tepki oluşturan efektörü (kas veya salgı bezi) içerir. Reseptör ve efektörle bağlantılı sinir hücreleri refleks arkı adı verilen sinir yolunu tamamlarlar. Belirli bir refleks arkı çoğunlukla aynı tepkileri oluşturur. Refleks eylemleri basit, hızlı ve otomatiktir. Sinir sistemine sahip tüm hayvanlarda refleks meydana gelir. Sıcak bir objeye dokunduğumuzda, bir refleks tepkisi elimizi hızla geri çekmemize neden olur. Elektrik şokuna uğratılan bir yassısolucan otomatik olarak kasılır. Bir kurbağanın parmakları sıkıştırıldığında, ayağı sürekli geri çekilir. Köpeğin sırtının arka alanını ovaladığımızda hırıltı çıkarır. Refleksler bir organizmanın zarar görmesine engel olarak ve çevresindeki değişikliklere karşı yanıt vermesinde yardımcı olarak onu korurlar. Refleksler ayrıca organizmanın genel işlevlerine de yardımcı olurlar. Karmaşık yapılı hayvanlarda, refleksler tüm davranışların yalnızca az bir kısmını karşılatlar. Basit yapılı hayvanlarda ise refleksler davranışların büyük bir kısmını sağlarlar. Refleksler bazen bir dizi karmaşık refleks eylemlerini oluşturmak için birleştirilirler. Besin yakalayan avcı peygamber devesinin hareketi buna bir örnektir. Bir sinek veya 294 diğer bir böcek peygamber devesinin görüş alanında belirdiğinde, başını bu böceğe doğru çevirir. Bu ilk reflekstir. Peygamber devesi vücudunu da başının doğrultusuna uyarlar, bu ikinci reflekstir. Sinek yeterince yakınsa, peygamber devesi aniden çarpıp, sineği ön bacaklarıyla yakalar. Çarpma üçüncü reflekstir ve bir saniyenin sadece çok küçük bir parçası kadar sürer (Şekil 27-1). Peygamber devesinin başını döndürmesini başlatan dürtüler sineğin görülmesidir. Peygamber devesinin boynundaki reseptörlerin daha sonraki uyarılması vücudun başın konumuna uyarlanmasına neden olur. Çarpma, baş ve vücudun aynı hizaya getirilmesi dürtülerini izler. Böylece, refleks eylemlerinin bu dizisi belirli dürtü bir sırasına bağlı olmaktadır. Şekil 27-1. Refleks Eyleminin Dizileri 27-5 İç Güdüler Hayvanlardaki basit davranış kalıpları, dürtü veya dürtü dizilerinin yanıtlanmasında meydana gelen öğrenilmemiş etkinliklerin karmaşık bir takımını içerirler. Karmaşık olmakla bu davranış dizileri doğuşsaldır ve otomatik olarak yapılırlar. Bu tür davranışların bir örneği kuşların yuva yapmalarıdır. Bu tür karmaşık kalıtsal davranış dizileri bir iç güdü olarak adlandırılır. Tezat olarak, bir göçüm ve bir refleks çoğunlukla tek bir tepkiyle sınırlı basit davranış şekilleridirler. İç güdüler çoğunlukla ya bireyin yaşamını devam ettirmesi yada türün varlığını sürdürmesi ile ilişkilidirler. İç güdüler çoğunlukla beslenme, savunma ve üremeyle ilgili etkinlikleri içerirler. İç güdülerin başlıca üstünlükleri bir hayvanın yaşamsal problemlerine karşı hazır “yanıtlara” sahip olmasını sağlamaktır. Bu durum, yaşamsal tepkileri öğrenecek yeterli zamanı olmayan, kısa yaşam döngüsüne sahip bir hayvan için önemlidir. İç güdüler öncelikle omurgalılarda ve karmaşık yapılı omurgasızlarda bulunur. Her bir tür, tüm üyeler tarafından benzer şekilde yerine getirilen, kendi karakteristik içgüdüsel davranışlarını gösterir. Salmonun yumurta koyacağı aynı nehrin yukarısına göçü, arıların iletişim “dansı”, kazların göç düzeni ve sarıasma kuşunun asılan bir yuva yapması bu organizmalara özgü içgüdülerdir. 295 Böcekler ve örümcekler davranışlarının hemen tamamı içgüdüsel olan hayvanlara örnektirler. Örümceğin kendine özgü karmakarışık bir ağ yapması iç güdüsel bir davranıştır. Bir örümcek çeşidi, anatomisi kadar yaptığı bir ağdan da tanınabilir. Örümcekler dört temel ağ çeşidi örerler. Her bir çeşitte, her bir tür kendine özgü yapı modelini gösterir. Bazı örümcekler çiftleşmeden önce kur alışkılarını yerine getirirler. Erkek bir sıçrayıcı örümcek eşinin önünde belirli bir “yana kaçma” dansı gerçekleştirir. Küresel ağ ören erkek örümcek, ona yaklaşmadan önce dişi örümceğin ağının iplikçiklerinde zımbırdayabilir. Bu tür alışkısal eylemler içgüdüseldir ve erkeğin niyetini dişiye iletmek için ortaya konulurlar. Bu davranışlar çoğunlukla erkeğin dişi tarafından yenmesini önler. Bir böceğin hayat döngüsü birkaç evreden meydana gelir. Her bir evre kendi iç güdüsel davranış dizilerine sahiptir. Örneğin haziran kınkanatlısının larvaları ışıktan kaçar. Diğer yandan, erginleri, çoğunlukla ışıklı pencerelerin perdelerini abartılı kazımalarıyla ışığa çekilirler. Böcek ve örümceklerde belirli karmaşık eylemler herhangi bir deneyim olmaksızın bir kez fakat doğru olarak yerine getirilmektedir. Kır güvesinin tırtılı aç olduğunda ağaçta yukarıya doğru tırmanırlar. Pupa evresine girmeden hemen önce, bir dizi adımlarla yaşamında sadece bir kere yaptığı belirli çeşitte bir koza örer. Bir dişi örümcek ipek bir yumurta kesesi yapar ancak yumurtalarını koyarken açıklığını kaçırırsa, yine de bu keseyi tamamlar ve boş olmasına rağmen onu korur. Balıklar üreme etkinliklerinin bir parçası olarak iç güdüsel davranışlar sergilerler. Erkek pervane balığı sığ, fincan tabağı şeklindeki yuvasını gölcük veya göl dip birikintilerinin içinde açar. Bir kum katmanı kalacak şekilde bütün çakılları uzaklaştırır. Dişi yumurtalarını bu yuvaya koyduktan ve döllendikten sonra, yumurtalar kumlara yapışır. Yumurtaların bakımı tamamen erkek tarafından yürütülür. Erkek yumurtaları kuyruğuyla yelpazeler ve yumurtalar açılıncaya kadar yırtıcıları buradan uzağa sürer. Bir iç güdüsel davranışta, çoğunlukla bir etkenlik bir sonrakini başlatır. Bu, bir davranış dizisindeki her bir etkinliğin bir “zincirleme tepkisi” olarak bir önceki etkinliğe bağlı olduğunu göstermektedir. Örneğin üç iğneli dikenlibalığın üreme davranışı bir dizi düzenli dürtü ve tepkileri oluşturur. Dişi yüzmeyle erkeğe karşılık verir. Ardından yuvaya doğru yüzer ve dişi onu izler. Daha sonra başı ile yuvanın girişine doğrulur. Bu eylem dişiyi yuvaya girmesi için uyarır. Onun yuvada bulunması erkeği “titremek” ve dişiyi kuyruğunun tabanından dürtmek için harekete geçirir. Erkeğin titreme ve dürtmesi dişiyi yumurta koyması için tahrik eder. Dişi yuvadan ayrılır ve erkek yumurtaları döllemek için yuvaya girer. 27-6 İçgüdüleri Denetleyen Etkenler Pek çok fizyolojik etken içgüdüleri etkilemektedir. Bu etkilerin hepsi bir iç denge kaybı veya diğer vücut değişiklikleri ile ilişkilidir. Hayvan, iç dengesinin yeniden kurulmasına 296 olanak verecek davranışla tepki gösterir. Örneğin, besin maddelerinin yokluğu hayvanın iç dengesini bozar. Bu bozulma acıkma duyusuna çevrilir. Hayvan beslenme davranışıyla tepki verir. Diğer bir örnek, kan bileşimi susuzluk duyusundan sorumlu fizyolojik etkendir. Susuzluk duyusunda etkin olan kanın bileşimi hayvanı su içmeye yöneltir. Kanın bileşimindeki su miktarının değişmesi susuzluk oluşturur. Bu da hayvanı su içmeye yönlendirir. Böylece besin veya suyun yokluğu ile başlatılan iç güdüsel davranış iç denge halini yeniden kuran bir eylemdir. Homeostasis sağlanınca, davranış sona erdirilir. Üreme ve eşey hormonları hayvanları kur yapma, çiftleşme ve yavru bakımına yönelten fizyolojik etkenlerdir. Bu hormonlar gonadlar gibi özgün organlara doğrudan etki edebilir. Onların yumurta ve sperm üretmesine neden olabilirler. Yüksek düzeyde üreme hormonları ile düzenlenen bu değişiklikler bireyleri üremeye hazırlar. Bu koşullar altında bir çiftleşme görünümü çoğunlukla sonunda çiftleşme ile sonuçlanan kur davranışını harekete geçirir. Bazı hayvanlarda çiftleşme ile üreme davranışı son bulur. Bununla birlikte, diğer bazı hayvanlarda yumurta ve yavru bakımı eşey hormonlarının sürekli varlığı ve yeni neslin varlığı tahrik edilir. Örneğin, prolaktin hormonu, kumrularda ana babanın besleme davranışını etkiler. Kumrular kuşun kursağında üretilen, “katımsı” beyaz madde olan “kuş sütü” ile yavrularını beslerler. Genç kumrular yumurtadan çıktıktan sonra kısa bir süre bu madde ile beslenirler. Hormonlar merkezi sinir sistemine etki ederek de davranışları etkileyebilirler. Dişi kanaryalar erkeklerin aksine çoğunlukla ötücü değildir. Fakat çok küçük miktardaki erkek eşey hormonu testosteron dişinin derisinin altına yerleştirilirse, dişi kanarya, hormon tamamen metabolize olana kadar tipik kanarya sesiyle öter. Susamış keçilerle yapılan deneyler, bazı iç güdüler hormonlarla olduğu kadar beyinle de ilişkilendirilerek açıklanmaktadır. Bir keçi susadığı zaman kanındaki su eksikliği hipotalamus hücrelerini uyarır. Hipotalamus kendisine hipofiz bezinin ekli olduğu beyin kısmıdır. Hipotalamustan gelen bir ileti hormon salgılayan hipofiz bezine geçer. Bu hormon böbrekte nefron borucuklarından geçen süzülmüş sıvıdan daha fazla suyun kanına geri absorbe edilmesine neden olur. Bu fizyolojik araçlarla suyun korunumu devam ederken, keçi içeceği suyu arar. Üreme davranışı ve yavruların bakımının başlangıçta hipotalamus ve hipofiz salgı bezi tarafından kontrol edildiği düşünülür. Hipotalamus ve hipofiz salgı bezi iç ve dış çevreden gelen bilgilerle harekete geçebilir. Örneğin, mevsimsel üreme döngüsüne sahip birçok kuş ve memelide gün uzunluğunun artması hipotalamusu uyarır. Hipotalamus böylece hipofiz salgı bezini eşey hormonunu üretmesi için uyarır. Hava sıcaklığının artması da omurgalılarda eşey organların mevsimsel üretimini başlatabilir. Hipotalamusu tetikleyebilen diğer bir dışsal etken görsel dürtülerdir. Örneğin, bir dişi halkalı kumru bir erkek kumruyu gördüğünde, görsel senem sonuçta dişi kuşun hipofiz salgı bezini harekete geçiren hipotalamus salgı hücrelerini uyarır. Hipofizin ürettiği 297 hormonlar yumurtaların gelişmesine ve dişi hormonu ostrojenin salgılanmasına neden olur. Daha sonra dişi kumru yumurtalarını koyar. Normalde erkekten ayrı tutulan dişi halkalı kumruda hormon düzeyi düşük kalmaktadır. Dişi kumru erkeği görmeksizin kendisine hormon enjekte edilmesi ile yumurta koymaya sevk edilebilir. İçsel koşullar hormonlarla değiştirildiğinde, hayvan, olağan durumda onu harekete geçirmeyen dışsal etkenlere tepki verir duruma gelir. Ardından özgün çevresel dürtü çeşitli üreme davranışı şekillerini başlatır. Örneğin, hormonlar erkek üç iğneli dikenli balığı bir alan tutmak ve bir yuva yapmak için harekete geçirir. Alanın tutulması, bir çiftin görünen eylemleri erkek ve dişinin her ikisinde üreme davranışı dürtülerini sağlar. Erkek dikenli balık diğer tecavüzcü erkeklere karşı alanını da korur. Diğer erkekler yaklaştığında, saldırganlaşır ve onları uzağa sürer. Çiftleşme dönemi sırasında, erkeğin göbeği kırmızılaşır. Saldırgan davranışı doğrudan tahrik eden, diğer bir erkeğin göbeğindeki kırmızı renktir. ÖĞRENİLMİŞ DAVRANIŞLAR 27-7 Deneyim ve Öğrenme Öğrenilmiş davranış bir deneyimin sonucu olarak değişen davranışlardır. Deneyimler bellek olarak beyinde “tutulan” ve tekrar geri çağrılabilirler. Öğrenmede, geri çağrılan deneyim yeni bir durumdaki hareketin yönlendirilmesinde kullanılır. Doğuştan gelen davranışların aksine, öğrenme, hayvana herhangi bir yeni durumdaki dürtüye uygun tepkiler seçimine izin verebilir. Öğrenmenin bir sonucu olarak hayvan değişikliklere uyum sağlayabilir. Doğuştan gelen davranış genler tarafından kontrol edilirken öğrenilmiş davranış doğrudan genler tarafından denetlenmemektedir. Kalıtım, öğrenme yeteneğini kontrol eden sinir sistemininin tür ve karmaşıklığını belirler. En karmaşık sinir sistemine sahip olan hayvanlar en yüksek öğrenme yeteneği sergilerler. Göreceli olarak uzun hayat döngüsüne sahip olan ve uzun süre yavru bakımı görülen hayvanların erginlerinde öğrenilmiş davranışlar görülür. Bazı hayvanlarda ana baba yeni döllerine, aslanlardaki avlanma davranışlarında olduğu gibi, gerçekten bazı davranışlar öğretirler. Öğrenmenin birçok şekli vardır. En basit öğrenme şekli alışkanlık olarak adlandırılmaktadır. Bu tür öğrenmede bir hayvan tekrarlanan önemsiz dürtüye tepki vermemeyi öğrenir. Sincaplar eninde sonunda bir parkta bulunan insanlara alışır ve onlara yeterince yaklaşacak cesareti bulurlar. Kargalar tarlalardaki bostan korkuluğuna aldırış etmemeye alışır. İnsanlar ve diğer hayvanlar çok az düşünerek veya hiç düşünmeden pek çok karmaşık faaliyetleri yerine getirmeyi öğrenebilir. Önce öğrenilen daha sonrada sık sık tekrarlanan bu tür bir eylem otomatik hale gelir. Buna alışkanlık denir. Giyinme, yazma, konuşma, 298 ayakkabı bağlama, dans etme hepsi alışkanlıktır. Bu faaliyetlerin her biri önce yavaş olarak yerine getirilir. Bir alışkanlıktaki bir dizi etkinliklerin gelişimi bu hareketin yapılmasını kolaylaştırır. Daha hızlı yapılmasını ve daha doğru yerine getirilmesini sağlar. 27-8 Koşullanma Koşullanma yeni ilişkilerin yerine getirilmesi ile davranışları değiştiren basit bir öğrenme şeklidir. Klasik şartlanma adı verilen bir şekli Rus fizyolog Ivan Pavlov (18491936) tarafından çalışılmıştır. Klasik koşullanmada yeni bir dürtü basit bir refleks eyleminin etki tepkisiyle ikilendirilir. Yeni dürtü normalde bir refleks tepkisine neden olmayan yeni bir dürtü bir zorlama veya ödül işlemi tarafından tepkiyle ilişkilendirilir. Bu işlem yeni dürtünün orjinalinin bir dürtünün yerini alması ile sonuçlanır. Köpekler normalde besin gördüklerinde veya kokladıklarında salya salgılarlar. Salya salgılama bir refleks tepkisidir. Pavlov tarafından yürütülen araştırmalarda köpeklere her yemek verildiğinde bir çan çalınmıştır. Bunlardan çanın çalınması yeni dürtü, köpeklere yemek verilmesi eski dürtüdür. Köpeklere yemek verilmesi salya salgılanmasını sağlar. Her yemek verilmesinde çan çalınması yeni dürtüdür. Yeni dürtü (çan) ile karşı tepkinin (salya salgılama) ilişkisi çanın çalınmasının hemen ardından besin verilmesi ile desteklenmektedir. Bir dönem sonra köpekler besin verilmese de çanın sesinin duyulmasıyla salya salgılayabilmektedir. Pavlon’un deneyinde, besin koşullandırılmamış dürtü olmaktadır. Çanın çalınması, koşullandırılmış dürtüdür. Evde beslenen kedi ve köpekler çoğunlukla benzer şekilde koşullandırılmaktadır. Buz dolabı kapısının veya konserve açacağının sesi bu hayvanları pür dikkat kesilmesine ve salya salgılanmasına neden olmaktadır. Hayvanın iş görme koşullanması bir şeyi yapmanın ödül eylemiyle şekillendirildiği bir koşullanma şeklidir. Hayvanlar bir kapı tokmağını iterek kapıyı açmayı öğrenebilirler. Emirlere tepki vermeyi ve diğer eylemlerin üstesinden gelmeyi öğrenebilirler. Bu durumda koşullandırılmış tepki ödülü sağlayan bir davranış olmaktadır. Hayvan önce bir eylemin üstesinden gelme ile ödülü aramaya devindirilmelidir. Devindirme çoğunlukla açlıktır. Bir fizyolog olan B.F. Skinner, iş görme koşullanmasını araştırmak için besin salıverme mekanizmalı bir kafes kurmuştur. Bu kafese konmuş bir sıçan sonunda bir çubuğa basarak bir besin parçacığına ulaşabileceğini öğrenir. Önce sıçan kafesi araştırır. Bu araştırma sırasında sıçanın doğru eylemi kazara gerçekleştirmesinden önce deneme yanılma dönemine yöneltir. Çubuğa basmanın ödülü besin olmaktadır. Çubuğa basma ile sıçanın ödüllendirilmesi sonucu hayvan daha sıkça bu eylemi tekrarlar. Çubuğa basma eylemi ile besin ödülü arasındaki ilişkiyi öğrenir. Başlangıçtaki araştırma döneminden dolayı, koşullu öğrenme deneme-yanılma ile öğrenme olarak da adlandırılır. Eğitimciler, hayvanlara, arzulanan davranışı ödüllendirerek ve istenmeyen davranışları da cezalandırarak, bazı becerileri yapmalarını öğretirler. Hayvan için, beklenen ödülün 299 yokluğu cezalandırma ile aynıdır. Yunuslar, deniz aslanları ve balinalar gibi azı deniz memelileri, balıkla ödüllendirildiklerinde bir eğitimcinin komutlarıyla becerilerini yerine getirebilirler. Eğitim sırasında, hayvana, bir beceriyi doğru olarak yaptığında ancak bir balık verilir. Yetersiz bir başarım ödülsüzlükle sonuçlanır. 27-9 Belleme Bazı tür hayvanların yavrularında görülen basit bir öğrenme çeşidi 1935 yılında Avusturyalı biyolog Konard Lorenz tarafından keşfedilmiştir. Yeni yumurtadan çıkmış kaz, ördek ve tavuk civcivlerinin gördükleri ilk hareketli varlığı izledikleri ve onunla kuvvetli bir bağlantı kurduklarını bulmuştur. Eğer bu hareketli varlık ses çıkartıyorsa daha büyük olasılıkla izlenmektedir. Yeni doğmuş veya yumurtadan yeni çıkmış yavrunun bir nesne ile bağlantı oluşturmasına belleme denir. Öğrenmenin bu türü çok hızlıdır ve geri dönüşümlü olmamaktadır. Kuşlarda belleme yumurtadan çıktıktan birkaç saat sonra meydana gelmektedir. yavru kuş önündeki bir engeli izlemektedir. Normalde yavru kuşun izleyebileceği ilk varlık onun annesi olacaktır. Anne ile olan bu bağlantı yavrunun hayatta kalmasına neden olacaktır. Anne kuş ile yavrunun arasında hızlı bir şekilde bu bağ oluşmakta ve yavru kuşun kendi türünden bireyleri tanımasına yardımcı olacaktır. Yumurtalar deney koşullarında bir kuluçka makinesinde açıldığında yavru kuş yabancı bir varlığı bellemketedir. Genç yavru etrafında hareket eden objeleri izleyebilmektedir. Belleme dönemi bir kez geçtikten sonra, yumurtadan çıktıktan sonraki yaklaşık 36 saat, kuş başka bir varlığı belleyememektedir. İlk olarak kuşlarda açıklanmasıyla birlikte, diğer hayvanlarda da var olduğu bilinmektedir. Yavruları doğumdan kısa bir süre sonra ayağa kalkan bufalo, geyik, keçi, koyun gibi hayvanlar da belleme yeteneğindedirler. Doğumu izleyen altı ile yedinci hafta süresince insanlarla temasta olan köpek yavruları eğitilip iyi birer evcil hayvan olabilmektedirler. Diğer yandan, köpek yavrularının ondördüncü hafta sonuna kadar bir insanla teması olmazsa nadiren insana yakın olabilmektedirler. Bilim adamları bellemenin, yumurtadan çıktıkları akarsulara geri dönebilen salmonlarda ve diğer balık türlerinde önemli bir role sahip olduğunu kabul etmektedirler. 27-10 Uslamlama Uslamlama bir deneme yanılma dönemi olmaksızın yeni karşılaşılan bir probleme çözüm “yaratma” yeteneğidir. Hayvan yeni durumu tetkik eder ve bir tepki planlamak için geçmiş deneyimlerinin birikimini kullanır. Uslamlama geçmiş öğrenimlerle ilgili uygulamaların yeni bir deneyimde uygulanmasını içerir. Uslamlamada, hayvan daha önce karşılaşılanlardan farklı bir problemi çözme yeteneğindedir. Uslamlama sadece karmaşık omurgalılarda görülür. 300 Bu konuda bilinen en iyi araştırma şempanzelerde yürütülendir. Aç bir şempanze döşemesine kutuların dağıtıldığı ve tavanından bir muz salkımının sarkıtıldığı bir odaya salıverilir. Şempanze önce zıplayarak muzlara ulaşamayacağını bulur. Sonuçta, muzların altında kutuları üst üste koyar ve muzlara erişmek için kutulara tırmanır. Uslamlama yeni duruma doğru tepki ile sonuçlanmaktadır. Şempanze ve maymunlar çoğunlukla daha önce yüz yüze gelmedikleri bir problemin çözümünde başarılı olabilmektedirler. Köpeklerde dahil birçok hayvan ilk denemelerinde başarısız olurlar. Uslamlama yeteneği en ileri derecede insanlarda gelişmiştir. Uslamlama insan davranışlarının çoğunu katılır. İlkin, küçük çocuklar problemleri deneme yanılma ve taklit ile çözmektedir. Bu, ayakkabılarını bağlama ve elbiselerini giyme ve ilikleme gibi pek çok motor beceride ustalaşmada onlara yardım eder. Kişilerde uslamlama konuşma ve yazılı sembollerle düşünde alışverişi yeteneği ile arttırılır. Bu beceriler her kişiye, sadece hayvanlar alemine özgü yetenek olan problemleri çözmede başkalarının deneyimlerini de kullanma yeteneği verir. TOPLUMSAL DAVRANIŞLAR 27-11 Yardımsal Davranışlar Hayvanlar kendi çevrelerinde çoğunlukla diğer hayvanlarla karşılaşırlar. Aynı türün bireyleri ve değişik hayvan türlerinin bireyleri arasında karşılıklı etkileşimler meydana gelir. Pek çok çevresel etken hayvanları grup halinde bir araya getirir. Bir sokak lambası çeşitli böcekleri bir araya toplayan bir uyarıcı konumundadır. Zengin Afrika otlakları zebra, yabani sığırlar, antiloplar gibi yan yana otlayan hayvanların otlaklarda sıralanmasını sağlar. Bir su çukuru pek çok hayvan için su temin yeri olabilmektedir. Bu karışık hayvan türlerinin bir araya gelmesi toplumsal olmayan toplanmalardır. Rastlantı sonucu bir araya gelmişlerdir. Toplumsal davranış aynı türün bireylerinin arasındaki yardımsal ve düşmanca etkileşimlerin her ikisinden ibarettir. Yardımsal sosyal davranışlar çiftleşme davranışını, aile içi etkileşimleri ve büyük grupların sergilediği etkinlikleri içerir. Çiftleşme davranışı erkek ve dişi bireyi bir araya getirir ve yumurtaların döllenmesi ile sonuçlanır. Bu tür toplumsal davranışlar çiftleşmenin kendisi yanında kur yapmayı da içerebilir. Kur yapma çiftleşmeye hazır olmanın ve karşılıklı zıtlaşmayı önlemenin haberini veren bir iletişim şeklidir. Aile içi etkileşim anne ve yavru arasındaki yardıma dayalı ilişkileri içerir. Aile bireyleri arasındaki karşılıklı etkileşimler besin ve sığınak sağlama ve yavruyu savunmada esastır. Karşılıklı etkileşimler çoğunlukla belirli uyartıları gerektirir. Kuşlar, yumurtalar üzerine kuluçkaya yatar ve sonra yavrularını beslerler. Bir martı sadece yumurtaları gördüğünde ve ana babada belli hormonların üretilmesi durumunda onların üzerine yatar. 301 Yavruların gereksinimleri aile bireyleri arasında belirli davranış biçimlerinin diğer davranış biçimlerini uyarması şeklindeki davranış ardıllıklarının bir sonucu olarak meydana getirilir. Pek çok kuş, gagalama (isteme) olarak adlandırılan davranış biçiminde bir iletişim sergilemediği sürece yavrularını beslemezler. İsteme çoğunlukla ağzın geniş olarak açılmasıyla yapılır. Ağzın geniş olarak açılması yavrunun ağzına besin koyması için ana babayı uyarır. Başlangıçta ana baba başının yuvanın kenarından görünmesiyle veya annenin yuvaya inmesi ile yavruda isteme davranışı uyarılır. Deniz martılarının civcivleri ana babalarının gagalarındaki kırmızı bir noktayı gagalarlar. Karşılıklı etkileşimler, balık ve kuş sürüleri gibi büyük hayvan grupları içerisinde meydana gelir. Bireyler birbiriyle iletişim kurabildikleri sürece gruplarda dayanışma sağlayabilirler. Grubun bireyleri arasında bilgi ses, görsel veya kimyasal sinyaller olarak aktarılır. Grup halinde yaşayan türler varlıklarını sürdürebilmek için çoğunlukla gruba bağlıdır. Bir grup hayvan tek bireyden daha fazla korumaya sahiptir. Üyelerden biri bir tehlike sezdiğinde bunu grubun diğer üyelere iletir ve ardından grup tehlikeden uzaklaşmaya çalışır. Gruplar aynı zamanda yırtıcı saldırılarına karşı çeşitli korunma davranışları sergilerler. Erkek misk öküzleri genç ve dişilerin etrafında bir koruma halkası oluştururlar. Bazı hayvanlar bir savunma şekli olarak grup halinde savunma durumuna geçerler. Küçük kuşlar, toplu hücum denilen bir davranışla, kargalara ve şahinlere grup halinde saldırırlar. Kurtlar, aslanlar, yabani köpekleri grup halinde avlanma alıştırması yaparlar. 27-12 Aynı Çatışma ve Üstünlük Sıradüzenleri tür hayvanlar arasındaki yakın ilişki, işbirliği yerine çatişma ile de sonuçlanabilmektedir. Bireyler besin, yer, su ve eş gibi tüm gereksinimleri için sürekli bir arama içindedirler. Bu etkenlerin sınırlı sunumu bir bireyi kendi türünün diğer bireyleri tarafından da kullanılmakta olan gereksinimlerini karşılama girişiminde bir çekişmeye iter. Pek çok hayvan bu çekişmeyi saldırgan davranış sergileyerek çözümler. Saldırganlık kendisinin sahip olduğu bir şeyi korumak için diğer bir bireyi tehdit etmektir. Çok sayıda saldırganlık çeşidi vardır. Hayvanlar birbirlerini ısırma, boynuz vurma gibi çeşitli saldırganlık davranışları sergilerler. Bir türün bireyleri arasındaki saldırganlık davranışı ciddi yaralanma ve ölümlere nadiren neden olur. Daha çok “simgesel” tehdit etme şeklinde ortaya çıkar ve bir “kazanan” ile sonuçlanır. Bu tür gösteriler içgüdüseldir ve türün bireyleri tarafından anlaşılır. Tehdit gösterilerinde, hayvanlar saldırgan tavır takınır ve vücutlarının karşıt veya parlak renkli kısımlarını gösterirler. Kızıl göğüs ardıç kuşları kırmızı göğüslerini gösterirler. Balıklar renkli ve sert vücut kısımlarını göstererek veya vücutlarını şişirerek bu tür saldırgan davranış sergilerler. Gerçek dövüş meydana geldiğinde, bunlar çoğunlukla semboliktir ve rakiplerde çok az yaralanmalara neden olabilir. Zehirli yılanlar birbirlerinin kafalarını ağzına alacak biçimde dövüşürler. Dişleriyle birbirlerini yaralarlar ancak zehirli dişlere rağmen zehri 302 kullanmazlar. Uzun boynuzlu koyunlar birbirlerine tos vururlar. Bunun sesi uzaktan duyulur. Ancak birbirlerine bir zarar vermezler. Dövüşü kaybeden basitçe uzaklaşır. Bazı durumlarda, yenilen bir alttan alma türeni ile yenene işaret verir. Kurt ve köpekte boyun eğenin kullandığı işaret boynunu kazanana uzatması şeklindedir. Bu gösteri kazananın daha fazla saldırgan olmasını engeller. Kazananın kaybeden hayvana karşı üstünlük konumu kabul edilmiş olur. Bir dövüşü kazanmanın kazana için özel sonuçları vardır. Bu hayvan besin, su, yer ve çiftleşme gibi çekişilen kaynaklar için üstünlük veya daha iyi kullanma hakkı elde eder. Örgütlü gruplar veya topluluklar halinde yaşayan bazı hayvanlarda, dövüşme, içinde bir üstünlük sıradüzeni ya da gereksinimlerini diğerlerinden önce grup rütbe düzeni kurar. Yüksek rütbeli bireyler seçme şansına sahiptirler. Ördek ve tavuk topluluklarında, bir gagalama düzeni gagalama eylemi ile kabul ettirilir. En üstün konuma sahip kuşlar su, besin ve tüneme yeri sağlamada yarışma olmadan önceliğe sahiptirler. Gagalama düzeni, birinciyi belirleyen şeyden dolayı daha az dövüş olduğundan grupta gerilimi azaltır. İkinci sıradakiler, gruptaki aşağı konumlarından dolayı içme ve yeme sıralarını beklemek zorundadırlar. Yiyecek kalmazsa, ikinci sıradakiler beslenemeden ayrılırlar. En alt derecedeki bireyler için hayatta kalmak daha zordur. Habeş maymunlarında, üstünlük sıradüzeni azalan üstünlükle bireylerin ardışıklığından daha karmaşıktır. Sürü olarak adlandırılan Habeş maymunlarının bir grubu, üstün erkeklerin klikleri tarafından yönetilir. Bu yönetici kliklerin herhangi bir bireyi dışardan biri tarafından dövüşe çağrıldığında diğer yönetici grup tarafından desteklenir. Bu, sık görülen değişiklikleri önleyerek sürünün kararlı kalmasına yardım eder. Üstün erkek klikler yırtıcıların saldırılarına karşı sürüyü korurlar. 27-13 İletişim İletişim, yardımlaşma ve düşmancıl toplumsal davranışların her ikisinde de önemli rol oynar. Pek çok hayvan türünde erkek ve dişiler çeşitli işaretler ile bir araya gelirler. Her iki eşey tarafından yayılan bu işaretler görsel işaretler, sesli işaretler ve kimyasal salgıları içerirler. Görsel işaretler balıklar ve kuşlar arasında yaygındır. Bu işaretler vücudun belirli kısmının gösterilmesi yanında eylem ve duruşu içerir. Sırtı dikenli balığın erkeğinin zikzak dansı dişinin yaklaşmasına ve yuvaya yönlendirilmesine neden olur. Erkek yaban ördeği parlak renkli tüylerini göstererek kur yapar. Dişi bir işaretle kendini tanıtır. Dişi erkekten üreme dönemi boyunca başka bir erkek olarak kendisine saldırmaması için ona vereceği işaret olan besin isteyebilir. Sesli işaretler böcekler, kurbağalar ve kuşlar arasında önemlidir. Erkek bir Aedes sivrisinek dişinin uçarken çıkardığı kanat sesine çekilebilir. Erkek çekirgeler kanatlarını birbirine sürterek çıkardıkları sesli işaretlerle dişileri çeker. Erkek kara ve su kurbağalarının dişileri gölcük veya bataklığa çeken karakteristik sesleri vardır. Amerika Birleşik Devletlerinin kuzeydoğusunda yaşayan insanlar küçük ağaç kurbağası Hyla 303 crucifer’in sesini duyduklarında baharın yakın olduğunu anlarlar. Kızılgerden ardıç kuşu, sarı göğüslü çayırkuşu, ardıç kuşu ve böcek yiyici güzel sesli kuş dişiye bir işaret olarak yüksek perdeli ayırt edilir sesler çıkarırlar. Bu kuşların ötüşleri bireylere kendi türlerinden eşlerini tanıma olanağı verir. Kimyasal salgılar da pek çok hayvanda işaret olarak kullanılır. Bu kimyasal maddeler aynı türün davranışlarını etkiler. Bu tür salgılara Feromonlar denir. Bu kimyasallar aynı türün diğer bireylerinin davranışını etkiler. Feromonlar cinsel çekiciler olarak rol oynarlar. Dişi İpek böceği kelebeği o kadar güçlü bir feromon salgılar 3 kilometreden daha uzaktaki erkeği çekebilir. Kır tırtılları, hamam böcekleri ve pek çok diğer böcekler cinsel çekiciler olarak rol oynayan feromonlar üretirler. 27-14 Alan Koruma Alan koruma, aynı türün diğer bireylerinin içine girmesine karşı korunan bir alan olarak tanımlanır. Bir alana sahip çıkma toplumsal davranışın diğer bir şeklidir. Alan koruma davranışı çoğunlukla üreme döneminde meydana gelir ve çoğunlukla erkeklerle sınırlıdır. Bir alanı savunmak bir hayvana besin elde etmek için gerekli yer, kur yağacağı bir eş ve bir aile oluşturma durumunu sağlar. Kendi alanını savunmak için, bir birey çöze çarpan bir yerde uzun bir süre geçirebilir. Bu hayvan, sahipliliğini belirli iletişim şekilleri ile de “duyurabilir”. Ardıçkuşları gibi bazı kuşlarda, bir erkek ele geçirilmemiş bir alan seçer ve ardından yüksek sesle öter ve hakkına sahip çıkar. Yüksek sesli ötüş diğer erkekleri uzak kalmaları için uyarırken dişileri çeker. Çoğunlukla, en yüksek sesle öten erkek en büyük alanı savunur. Yarışan erkekler arasındaki bir ötüş düellosu, bir sınır uyuşmazlığını, en yüksek sesli erkeğin kazanması ile, çoğunlukla çözebilir. Bazı memeliler korudukları alanı belirlemek için feromon kullanırlar. Geyikler toynaklarının arasında feromon salgılayan bir salgı bezine sahiptirler. Erkek antiloplar gözlerinin yakınında benzer salgı bezlerine sahiptirler. Misk kedisinin anüs civarında feromon salgılayan bir salgı bezi vardır. Kunduzların güzel kokulu salgıları vardır. Köpekler ve kurtlar kendi “hakimiyet alanlarını” idrarla işaretlerler. Ayılar ayırt edici bir koku bıraktıkları ağaçlara sürtünürler. Primatlar alan tutmada değişmeler gösterirler. Orta Amerikanın ağaçlarda yaşayan havlayan maymunu çok kati grup alan korumacılığı gösterir. Bir sürü birkaç düzine maymundan oluşur. Korudukları alanın sınırlarını alana zorla girmek isteyen diğer sürüleri yıldıran havlama nöbetleri ile savunurlar. Hindistan kısa kuyruklu maymunu ve eski dünya maymunu da alan korumacıdır ve etkin tehdit gösterileri ile alanına girmek isteyeni kovalar ve gerektiğinde acımasızca saldırır. Şempanze ve goril sürüleri geniş bir erimde yaşarlar, ancak herhangi bir alan savunma sergilemezler. Farklı sürüler, karışıklığa neden olmadan birbirine karışabilirler. 304 Alan korumanın bazı üstünlükleri vardır. Alan korumadan dolayı, gruplar veya bireyler yararlanılabilir alanın tamamına yayılabilirler. Bu durum hayvan türlerine habitatın tamamını kullanma ve yeterli miktarda besin sağlama olanağını sağlar. Bir yaşam alanının alan koruma yönünden ayrılması bir türün bireyleri arasındaki çatışmayı da azaltmaya yöneltir. Bazı durumlarda, özellikle kuşlarda, alan koruma işi bir eşin cezp edilmesine yardımcı olur. 27-15 Bal Arısı Toplulukları Böcek topluluklarına termitler, karıncalar ve arılarda rastlanır. Bir böcek topluluğunda, tüm gayretler grubun varlığını sürdürmesine yöneliktir. Çoğu böcek topluluklarının etkinlikleri tek bir dişinin, kraliçenin, etrafında merkezlenir. Grubun tüm bireyleri bu kraliçenin dölüdür. Bir bal arısı topluluğu karmaşık bir örgütlenme ve işbölümü içerir. Kraliçe çoğunlukla yegane üreyimli dişidir. Kraliçe kovandaki etkinliklerin odak noktasıdır. Bu topluluk, kraliçe sağlıklı ve işlevsel olduğu sürece grup olarak devam eder. Kraliçe, bir “çiftleşme” uçuşu sırasında bir defa, birkaç erkek ya da erkek arı ile çiftleşir. Erkek arılar döllenmemiş yumurtalardan gelişir ve kraliçe arı ile çiftleştikten sonra yalnızca kısa bir süre yaşarlar. Bu tek bir çiftleşme uçuşundan, kraliçe, topluluk için koyacağı binlerce yumurtayı dölleyecek yeterli sperm depolar. Yumurtaların pek çoğundan işçi arılar olarak adlandırılan kısır dişiler çıkar. İşçi arılar, bal üretimi, larvaların beslenmesi ve kovanın korunmasını içeren kovanın bakımı için gerekli etkinlikleri yürütürler. Kimyasal işaretler arı iletişiminin bir şeklidir. Kraliçenin sağlıklı durumu da bir kimyasal işaretle kovanın bireylerine ulaştırılır. Bu işaret kraliçenin bir salgısından kaynaklanır. Bu işaret kraliçeye bakması ve kovandaki diğer işleri yapması için işçi arılara ulaşır. Kimyasal işaretler kovandaki örgütlenmenin sürdürülmesine yardımcı olur. Kovanın girişindeki işçi arılar, besin arayan işçilere evin yolunu gösteren kovanın kokusunu dışarıya doğru yayarlar. Polen toplamaya çıkan bir arı bir besin kaynağına ulaştıktan sonra, besin kaynağının yerini kovandaki diğer işçi arılara iletmek için görsel ve kimyasal işaretler kullanır. Alman bilim adamı Karl von Frisch, bal araları arasındaki bu iletişim şeklinin açıklanmasına yardım etmiştir. Deneylerinde, bal emdirilmiş kağıt sayfalarını kovanın yakınına yerleştirmiş. Sonuçta arılar balı keşfetmiştir. Arılardan biri balı keşfettiğinde diğerlerinin kısa bir süre sonra oraya geldiğini fark etmiştir. Bir şekilde diğer arılar ilk arı tarafından bilgilendirilmişlerdir. Von Frisch cam yüzlü bir kovan yaparak, bir besin kaynağından yeni geri dönen gözcü işçi arıyı gözlemleyebildi. Yeni bir besin kaynağına konan bir arı tanınmasına yardım eden küçük bir boya ile işaretlendi. Kovana geri dönmesi ile bu arı birkaç diğer işçiyi besler. Ardından bal peteklerinin iç duvarlarında bir “dans” gerçekleştirir. Yakınındaki diğer işçi arılar heyecanlanır ve antenlerini ona yakın tutarak izlerler. Diğer işçi arılar birer birer dans eden arıdan ayrılır ve kısa bir süre içinde besin kaynağının olduğu yede gözükürler. 305 Von Frisch tarafından çember dansı olarak adlandırılan dans düzeni, önce bir yöne daha sonra diğer bir yöne çember oluşturmadan ibarettir (Şekil 27-2A). Çember dansı pek çok defa tekrarlanır. Bu dans, bu arının çiçeğin kokusunu işçi arılara iletirken, onlara besin kaynağının yakında olduğunu haber verdiği anlamına gelir. Ancak, ne besin kaynağının yönü ne de uzaklığı bu çember dans ile iletilmez. Von Frisch diğer bir deney kurmuştur. Lavanta yağı ile kokulandırılmış şekerli su dolu iki tabak kullanmıştır. Tabaklardan birini kovandan 10 metre ve diğerini kovandan 300 metre uzağa koydu. Polen toplamaya çıkan arılar 10 metre uzaktaki tabağı keşfederek kovana geri döndüler ve daire dansı yaptılar. Kovandan 300 metre uzaktaki tabaktan dönen işçi arılar farklı bir dans gerçekleştirdiler. Von Frisch bu dansa sallanma dansı adını verilmiştir. Bu sallanma dansında, arı karnını bir yönden bir yöne sallarken kovanın duvarları boyunca doğrusal bir çizgi boyunca kısa mesafe içinde koşmaktadır. Ardından bu işçi arı dairevi bir hareketle geri gelmekte ve tekrar ileri doğru koşmaktadır. Bu “sekiz rakamı” eylemi birkaç kez tekrarlanmaktadır (Şekil 27-2B). Besinin uzaklığı bu doğrusal koşunun sayısı ve 15 saniyelik zaman süresinde oluşturulan karın titreşiminin sayısı ile iletilmektedir. Uzaklık arttıkça, bu doğrusal koşu saysı azalmakta, karın titreşim sayısı artmaktadır. Titreşim dansı besin kaynağının 50 metreden daha uzak bir mesafede olduğunu haber vermede ortaya çıkmaktadır. A Kovan yüzeyindeki imgesel düşey çizgi Dans açısı B Şekil 27-2. Arıda iletişim Besin kaynağının yönü peteklerin üzerindeki titreşim dansının yönü ile gösterilmektedir. Besin kaynağı güneş yönünde ise, dansçı arı doğrusal bir koşu ile kovanın yüzeyinde doğrusal olarak düşey yönde hareket eder. Güneş yönünün ters ise bal peteklerinin duvardan aşağı doğru dans eder. Eğer besin kaynağı kovanın doğrultusu ile güneş arsında bir açıda ise doğrusal koşu aynı açıya uyuşturulmakta ve nispeten düşey bir çizgi üzerinde gerçekleştirilmektedir. Böylece bal arıları, besin kaynağının uzaklığı ve doğrultusuyla ilgili bilgiyi sergiledikleri bir dansın hız ve açısı ile aktarma yeteneğine sahiptirler. Bu iletişim sistemi türün varlığını sürdürme uyumunun diğer bir davranış şekli örneğidir.
